Для чего нужно заземление электрооборудования

Что такое заземление и заземляющее устройство, как оно работает и для чего предназначено

Электросеть — это основа современного мира. Почти вся современная бытовая техника работает от электричества, ведь это удобный источник энергии. Но есть и обратная сторона медали – высокая опасность поражения электрическим током. Без правильного подхода конструированию оборудования и проектированию электрических сетей электричество наделает больше беды чем пользы. Заземление – один из способов обеспечения безопасности.

Заземляющее устройство — это один из самых сложных объектов в электроэнергетике, потому что он многофункционален. Нет ни одного аппарата, прибора, машины, объекта в электроэнергетике, который выполнял бы сразу такое большое количество функций.

Тем не менее, заземление является той сферой энергетики, которая остается как бы за пределами теоретических и практических знаний и большинства проектирующих организаций, и эксплуатационников. И порой небольшие погрешности и ошибки в устройстве заземления могут стать причиной серьезных сбоев в работе энергообъектов. К тому же проблема эта пересекается с общей надежностью энергоустановок.

Простыми словами о заземлении

Заземление – это комплекс решений и устройств для защиты от поражения электрическим током и обеспечению работы защитной аппаратуры.

Отечественные электросети имеют глухозаземленную нейтраль. Что это значит? Если рассмотреть этот вопрос упрощённо, то на электростанциях устанавливают трёхфазные генераторы. Их обмотки соединяют по схеме звезды. Точка соединения обмоток является нейтралью.

Если заземлить точку соединения звезды, как это показано на рисунке выше, то получится линия электропередач с глухозаземленной нейтралью. Потенциал этой точки и нейтрального провода будет равен потенциалу земли.

Заземляющее устройство часто называют заземлителем, хотя это не совсем верно, т.к. заземляющее устройство это сложный комплексный электротехнический объект и заземлитель — это только часть этого объекта.

В самом простом варианте заземлитель — три металлических штыря убитые в землю на одинаковом расстоянии друг от друга, находясь как бы в вершинах треугольника, при этом их соединяют между собой стальной полосой с помощью сварки. Длина штырей и их поперечное сечение рассчитывается под конкретные условия и требования к этому объекту.

Далее в здание заводят главную заземляющую шин и от неё прокладывают проводники к электрощитам и к электрооборудованию.

Заземляющий проводник заводится в электрический щит дома или квартиры и соединяется с заземляющей шиной. Она представляет собой металлическую полосу с клеммниками. К ней подключаются земляные проводники от каждого заземленного прибора или розетки. Если прибор подключается не через розетку, то к нему прокладывается свой заземляющий проводник, и он подключается к специальной клемме, соединенной с корпусом.

Все заземляющие проводники и шины имеют изоляцию или окрашены чередующимися полосами зеленого и желтого цветов.

По виду заземление бывает защитным и рабочим. Как можно догадаться, защитное заземление выполняет функции защиты от поражения электрическим током, а рабочее – нужно для нормального функционирования электрооборудования.

Таким образом заземлением называют электрическое соединения корпуса электроприборов с заземлителем.

Почему бьёт током

Чтобы разобраться для чего нужно заземление, для начала разберёмся в каких случаях и почему нас бьет током. Главное, что нужно для протекания электрического тока – это разность потенциалов.

Это значит, что если вы стоите на полу и возьметесь за оголенный провод или другую токоведущую часть руками – то ток через ваше тело и пол стечёт в землю.

Переменный ток силой всего в 50 мА уже является опасным для человека.

А если вы обеими руками возьметесь за токоведущую часть и повисните на ней не касаясь земли, то скорее всего ничего не произойдёт, проверять это, конечно не стоит. Поэтому птиц не бьет током на проводах. Но вернёмся к разговору о заземлении. Как мы уже сказали, корпуса электроприборов заземляют. Для чего это нужно?

Проводка и другие узлы оборудования, такие как электродвигатели, ТЭНы и прочее в нормальном состоянии не имеют контактов фазы с корпусом прибора, металлорукавом или бронёй кабеля. Но в случае неполадок фаза может оказаться на корпусе. Это может произойти при повреждении изоляции обмоток двигателей и трансформаторов, пробоя диэлектрического слоя ТЭНов, повреждения изоляции соединительных проводов внутри прибора и кабельных линий.

В результате на корпусе окажется опасный потенциал, простым языком: корпус окажется «под фазой». Когда вы коснетесь его стоя босиком на плитке, бетонном и даже деревянном полу – вас ударит током. В худшем случае, это может привести к смерти.

Чаще всего такая ситуация возникает в результате частичного выхода из строя ТЭНов стиральных машин, водонагревательных баков, проточных нагревателей. А особенно ярко такое ощущается при одновременном касании стиральной машины и водопроводных и отопительных труб, или в случае с водонагревательным баком, когда вы принимаете душ или ванную вас, бьёт током.

Последняя проблема решается организацией системы уравнивания потенциалов (заземлением ванны и других металлических частей водопровода).

Если корпус поврежденного прибора заземлён – опасное напряжение стечет на землю и (или) сработает защитный прибор – устройство защитного отключения (УЗО) или автоматический выключатель дифференциального тока (дифавтомат). Мы уже рассматривали что это за приборы и как они работают в статьях ранее:

Если корпус занулён – сработает обычный автомат, так как это будет коротким замыканием на корпус (ноль в данном случае). Дифавтоматы и УЗО определяют утечку тока путём сравнения токов фазного и нулевого провода – если ток в фазе больше чем в нуле, значит ток втекает в землю, через заземляющий провод или через тело человека. Такие приборы срабатывают при дифференциальном токе (разнице токов) обычно в 10 мА и более.

Поэтому современный электрощит – это сложное устройство с большим набором коммутационных защитных приборов, а наличие заземления является обязательным во всех зданиях, построенных или отремонтированных после 2003 года. То есть в них должна быть проложена 3-проводная однофазная или 5-проводная трёхфазная электропроводка. Если вы хотите высказать своё мнение по вопросам заземления – пишите в комментариях об этом.

Назначение заземления

Покупая любое электрооборудование, будь то стиральная машина или холодильник он не рассчитан на пожизненный срок службы и в процессе работы как любое другое оборудование может сломаться. Чтобы защитить электрооборудование от ненормальных режимах работы (перегрузка или короткое замыкание) применяются различные защитные аппараты (автоматы, пробки и т.д.)

Но бывают ситуации, когда защитные устройства не реагируют на возникшие повреждения. Одним из таких случаев является повреждение внутренней изоляции и возникновении на металлическом корпусе оборудования высокого напряжения.

В этом случае защита необходима самому человеку, который попадет под напряжение прикоснувшись к поврежденному оборудованию. Для защиты от таких повреждений и было придумано заземление, основное назначение которого — снизить величину этого напряжения.

То есть, основное назначение заземления — снизить напряжение прикосновения до безопасной величины.

Предположим, что у вас дома имеется потолочный светильник, корпус которого не подключен к заземлению. В следствии повреждения изоляции металлическая часть светильника оказалась под напряжением. В тот момент когда вы попытаетесь поменять лампочку вас ударит током, так как прикоснувшись к корпусу вы становитесь проводником и электрический ток будет протекать через ваше тело в землю.

Если же светильник будет заземлен, большая часть тока будет стекать в землю по заземляющему проводу и в момент касания, напряжение на корпусе, будет намного меньше, а соответственно и величина тока проходящий через вас будет также меньше.

Заземлением — называется соединение металлических нетоковедущих частей электроустановки с землей (контуром заземления) которые в нормально состоянии не находятся под напряжением, но могут оказаться из-за повреждения изоляции.

Также, заземление необходимо для функциональности таких аппаратов как УЗО. Если корпуса электроустановок не будут соединены с землей, то ток утечки протекать не будет, а значит УЗО, не среагирует на неисправность.

Отличие заземления от зануления

Наряду с заземлением вам наверняка приходилось слышать такой термин как зануление.

Занулением — называется соединение металлических нетоковедущих частей электроустановки с нулем (нулевым проводником сети).

По своему назначению заземление и зануление выполняют одну и туже задачу – защищают человека от поражения электрическим током. Однако обеспечивают они эту защиту немного разными способами. В сетях с занулением происходит отключение от сети электрооборудования, корпус которого из-за пробоя изоляции оказался под напряжением.

Рассмотрим пример, в котором обеспечивается защита электроустановки с помощью зануления.

Как видно из рисунка при пробое фазы на соединенный с нулем корпус возникает замкнутый контур между фазой и нулем, то есть однофазное короткое замыкание. На возникшее короткое замыкание реагируют защитные устройства, такие как автоматы или предохранители, в результате происходит отключение поврежденной электроустановки от источника питания.

Рассмотренные выше примеры дают возможность сделать вывод что:

Наверняка у вас возникал вопрос в каких случаях выполняют защиту заземлением, а в каких занулением. Применение в разных случаях заземления и зануления вызвано разными системами заземления электроустановок. В электроустановках напряжением до 1000 В применяются пять систем заземления: TN-C, TN-S, TN-C-S, TT, IT.

Зануление используют в качестве защиты в таких системах, в которых присутствует PEN, PE или N проводник. Это сети с глухо заземленной нейтралью, TN-C, TN-S и TN-C-S.

Заземление применяют в электроустановках с системами заземления TT и IT.

Рассмотренные выше способы заземления и зануления больше подходят для применения в промышленных электроустановках на производстве. Более детально рассмотреть подключение и монтаж заземления для бытовых электроустановок можно здесь: заземление в квартире и заземление в частном доме.

Чем отличается заземление от зануления

Для безопасной работы на различных электоустановках и проводниках используется соединение открытых металлических отводов с землей и подключение сети к нулевому кабелю. Но немногие начинающие мастера точно знают, чем отличается заземление и зануление электроустановок и электрооборудования.

Определение заземления

Заземление – это умышленное подключение открытых частей электрического оборудования, которые находятся под напряжением, к специальному заземляющему отводу, шине или другому защитному оборудованию. Это может быть арматура в земле, часть электроустановки и другие приспособления. Такой подход, согласно ПУЭ, является обязательной мерой преднамеренной защиты как жилого, так и нежилого фонда. Это же гласят правила и требования ГОСТ 12.1.030-81 ССБТ (электробезопасность и система стандартов безопасности труда).

Фото — схема

Практически в каждом современном доме установлена схема заземления TN-C-S или TN-S. Но в зданиях старой постройки заземление зачастую вообще отсутствует, поэтому владельцам квартиры в таких постройках приходится своими силами организовывать землю. Такая система называется TN-C. Выполняется при помощи подключения отвода к заземляющему контуру, который может располагаться непосредственно в земле у здания или возле трансформаторной будки.

Теоретически, такую модернизацию проводки может организовать специальная монтажная компания, но практикуется это редко. Чаще к щитку на этаже (в многоквартирном доме) подводится земля, и уже к ней подключаются остальные провода.

1. Если фаза попадает на открытый металлический отвод любого электрического устройства, то в нем появляется напряжение. Это же случается, если, к примеру, нарушена изоляция кабеля. Человеческое тело – отличный проводник тока, если Вы дотронетесь к такому отводу, то получите сильный удар током. Заземление поможет избежать это;
2. Блуждающие токи уходят в заземляющий проводник, этим гарантируется охрана жизни;
3. В особенности опасно напряжение, которое попадает на радиаторы отопления. В таком случае, все батареи в доме становятся проводниками тока. Но если установлена земля, то все напряжение уйдет по проводнику.

Фото — вариант земли

Если нет возможности провести полноценный заземляющий контур, тогда используются другие способы. К примеру, сейчас очень распространено подключение переносных заземляющих штырей (портативные шины). Их действие никак не отличается от стандартного стационарного отвода, но при этом они гораздо практичнее по своему функционалу.

Фото — переносная шина

Назначение зануления

Иногда зануление и заземление путают друг с другом, так в чем разница между ними? Зануление применяется по ПУЭ только для промышленных установок и не является гарантом безопасности. Если фаза попадает на открытую часть устройства, то ток не уходит. После этого происходит сопряжение двух фаз, и, как следствие, короткое замыкание. Нулевой проводник необходим для быстрого реагирования дифференциального защитного автомата на КЗ, но не для защиты человека от поражения током. Поэтому его принято использовать только на производстве, где требуется быстрое отключение питания в случае аварийной ситуации.

Фото — схема зануления

Нужно ли делать зануление в частном доме или квартиры? Нет, это необязательно, и даже чревато различными негативными последствиями. Скажем, если нулевой провод сгорит, то большее количество электрических устройств, к которым он был подключен, сломается из-за чрезвычайно высокого скачка напряжения. Стоит помнить, что Ваша безопасность не пострадает, если вместе с занулением обустроить также заземление, установить УЗО и защитный выключатель.

Фото — принцип работы зануления

Как установить зануление, чтобы устройство, подключенное к нему, не сгорело:

1. Нужно использовать трехжильный провод с изоляцией. Одна жила отведена для фазы, вторая для нуля, третья для заземления;
2. Земля подключается в самом конце электромонтажных работ на корпус безопасного проводника к заземляющему контуру и т. д. Наиболее практичен специальный заземляющий отвод у щита;
3. В целях безопасности обязательно устанавливаются различные выключатели питания и прочие защитные установки.

Видео: в чем разница зануления и заземления

Главное отличие

Самое главное, что нужно запомнить: схемы зануления и заземления имеют различное защитное действие. Ноль гарантирует быструю реакцию на изменение потенциалов или утечку тока для обеспечивающих защиту установок. Соответственно, при высоком напряжении обеспечивается отключение всех потребителей энергии: осветительных приборов, компьютера и других машин (в том числе, станков, трансформаторов).

Фото — отличие зануления и заземления

Заземлением же обеспечивается выравнивание потенциалов и защита от поражения током. Земля чаще применяется в домашних условиях, её монтаж можно легко сделать своими руками. Но здесь нет гарантии, что предохранители быстро отреагируют на утечку. Оптимальным вариантом для повышения гарантии безопасности является совместное применение зануления и заземления сетей и открытых частей машин.

Перед установкой любого из этих вариантов защиты, нужно обязательно получить разрешение на проведение работ. Также дополнительно проводится расчет защитного проводника, подведение к каждому потребителю в жилище земли и установка защитного оборудования.

Для чего нужно заземление

Заземлением называется электрическое соединение электропроводных составляющих оборудования с землёй. Оно состоит из заземлителя и соединённого с ним проводника. На рисунке ниже изображена классическая схема его подключения.

Схема подключения заземления в частном доме

Красным цветом обозначена фаза, синим – нейтраль. Они идут со столба от главной электросети, соответственно к шинам L и N. Чёрным цветом обозначен заземляющий провод, подключённый между заземлителем и шиной РЕ щитка. Они заходят в щиток, из которого производится разводка по дому.

В зависимости от того, зачем нужно заземление, его различают по видам:

1. Рабочее. В промышленности заземляются точки токоведущих частей электроустановок для создания нормальных условий работы. Электробезопасность здесь не является целью. Рабочее заземление предназначено для функционирования электрооборудования в аварийном режиме, когда происходит пробой на корпус или повреждение изоляции. Так заземляют нейтраль генератора или трансформатора.

Рабочее заземление делается напрямую с заземлителем или через дополнительные аппараты (реакторы, сопротивления, разрядники).

1. Защитное. Заземление предназначено для защиты человека, чтобы его не поразил электрический ток. Тело проводит электрический ток и обладает большим сопротивлением. Удар током происходит не только в результате прикосновения к токопроводящим элементам. При этом ещё должна образоваться электрическая цепь. Она создаётся между землёй, в которую человек упирается ногами, и оголённым проводником, находящимся под напряжением, с которым происходит контакт.

Чем выше влажность поверхности земли, тем больше будет ток проходить через тело, что представляет значительную опасность.

1. От молний. В месте удара молний температура достигает 30 тыс. градусов, что угрожает жизни людей и сохранности строений. Как показывает статистика, 20% пожаров в частных домах происходит из-за попадания молний. Поэтому необходимо устанавливать на зданиях молниеотводы.

Система защиты

Система защиты включает 3 части:

• Молниеприёмник – ловит удар и передаёт ток дальше. Представляет собой круглый стержень диаметром не менее 10 мм и длиной от 250 мм. Его располагают на крыше, на большой высоте, где существует максимальная вероятность попадания разряда.

Радиус зоны защиты у основания стержня определяется по формуле:

h – разница высот между верхними точками дома и молниеотвода.

Следует также учитывать конусную форму защищаемого пространства.

1. Токоотвод – служит для передачи тока от молниеприёмника к заземлителю. Для него используют катанку диаметром 6 мм, которую приваривают к молниеприёмнику, после чего спускают по стене к заземлителю с максимальным удалением от окон и дверей. Токоотвод не допускается изгибать, чтобы в этом месте не возник искровой разряд. Его изготавливают как можно короче.
2. Заземлитель молниезащиты и бытовой техники делают общим. Наиболее распространено устройство в виде контура из трёх электродов, забитых в грунт и связанных между собой стальным штрипсом, методом сварки. Заземлитель располагается на расстоянии более 1 м от стен и более 5 м от крыльца, пешеходных дорожек и проходов.

Система молниезащиты для частного дома

Естественное заземление

Для создания заземления удобно применять металлические части строений и конструкций, контактирующие с грунтом. Это может быть арматура фундамента, подземные трубопроводы или кабельные оболочки, наземные коммуникации (рельсовые пути). Всё это можно использовать только в тех случаях, когда будут удовлетворяться все требования, предъявляемые к заземлителям. Преимуществом способа является значительная экономия средств и отсутствие необходимости в эксплуатации устройств.

Часто в качестве заземлителя используют фундаменты, но для этого должны выполняться определённые условия:

• влажность окружающего грунта не ниже 3%;
• отсутствие агрессивной среды, способствующей возникновению коррозии;
• арматура не находится под воздействием механического напряжения;
• все детали металлических конструкций составляют неразрывную электрическую цепь, для чего в места разрывов приваривают перемычки сечением не ниже 100 мм 2 ;
• наличие в бетоне закладных деталей из металла, с которыми можно соединить заземляющий проводник.

Защитное заземление

Главным элементом является заземляющий контур, состоящий из расположенных в грунте металлических электродов. Они представляют собой стержни, уголки, трубы или листы длиной не менее 2,5 м. Их главная задача заключается в рассеивании тока в грунте, эффективность которого зависит от состава грунта и климата.

При установке заземления необходимо знать, из чего состоит грунт. Это может быть глина, песок, земля и т. д.

Каждый компонент обладает своей электрической проводимостью, от которой зависит, как правильно спроектировать заземление. Глина имеет сопротивление 20 Ом*М, песок – 10-60 Ом*м (в зависимости от влажности), садовая земля – 40 Ом*М, гравий – 300 Ом*М.

К контуру присоединяется заземляющий проводник.

Контур заземления в виде треугольника

Электроды не допускается покрывать диэлектрическими антикоррозионными составами. Можно только наносить лак на места сварки.

Требования к проводнику от контура до электроустановки – это прочность и стойкость к коррозии. Проводниками могут служить ленты из стали размером 5х30 мм и стержни диаметром от 10 мм. В связи с небольшой нагрузкой, для дачи подойдёт катанка диаметром 6 мм.

По современным стандартам электропроводка в квартире или в частном доме выполняется трёхжильным проводом, где один из них является фазой, другой – нулём, а третий – заземляющим. Защита подключается между контуром и корпусами электроприборов. Розетки и вилки снабжаются заземляющими контактами, соединённые с корпусом прибора, при включении которого, кроме электричества подключается заземление.

При попадании фазы на корпус, из-за износа изоляции возникает ток утечки, поступающий к контуру и рассеивающийся в грунте. На малые токи срабатывает УЗО, а на короткое замыкание – защитные автоматы. В обоих случаях ток с корпуса электроприбора проходит через защитный проводник, обозначаемый РЕ, на контур и растекается в грунте.

Чем выше электротехнические характеристики заземлителя, тем в большей степени он защищает человека от удара током.

Для частного домостроения, сопротивление контура защитного заземления в разных условиях составляет:

• защитное – от напряжения сети на 220В или 380В – 30 Ом (система TN-C-S);
• газопровод в дом – 10 Ом;
• молниезащита – 10 Ом;
• оборудование телекоммуникаций – 2 или 4 Ом.

Системы заземления электроустановок

Системы защитного заземления зависят от таких характеристик источника питания, как изолированная или глухозаземлённая нейтраль. Их всего три:

1. Система TN содержит глухозаземлённую нейтраль, с подключением к ней металлических частей электроустановки.

Как выглядит система TN

В зависимости от способов использования нулевого рабочего (N) и защитного (PE) проводников в системе образуются подгруппы:

• TN-C – совмещение проводников PE и N в одном проводе по всей длине сети к потребителю (старая советская схема, которая сейчас не применяется);
• TN-C-S – совмещение проводников PE и N в одном проводе от трансформаторной подстанции с их разделением на входе в распределительный щит. Для этой системы требуется дополнительное заземление.
• TN-S – разделение нулевого и защитного проводов по всему протяжению сети (самая безопасная схема).

1. Система IT с изолированной или соединённой через резонансное сопротивление нейтралью. Здесь не токопроводящие металлические части электрооборудования имеют отдельное заземление.

Как выглядит система IT

Система IT применяется в учреждениях, где функционирует особо чувствительное оборудование.

1. Система ТТ с глухозаземленной нейтралью, а потребители имеют отдельное защитное заземление (в основном – модульно-штыревое), не соединённое с нулевым проводом N.

Как выглядит TT

Схема применяется для мобильных помещений (ларьки, вагончики). Здесь необходимо использование УЗО.

Видео. Виды заземления

Заземление необходимо во всех сетях электроснабжения, в том числе в частных домах и квартирах. Прежде всего – это система безопасности при пользовании электричеством.

Игумнов С.Г. Стропальщик – Защитное заземление крана

Скачать книгу с рисунками и таблицами — нажмите сюда

2.2. Сведения об устройстве кранов

Что такое защитное заземление? Как оно защищает человека?

Защитное заземление – это преднамеренное соединение корпуса электроустановки с заземляющим устройством. Заземление необходимо для защиты обслуживающего персонала, так как в случае нарушения изоляции частей электроустановки, находящихся под напряжением, корпус электроустановки также оказывается под напряжением.
В трехпроводных электрических сетях (рис. 2.15, а) корпус электроустановки 1 соединяют заземляющим проводником 2 с заземляющим устройством. Электрическое сопротивление тела человека R4 не менее 1 000 Ом. Электрическое сопротивление заземления RЗ должно быть не более 4 Ом. В таком случае человек, прикоснувшийся к корпусу электроустановки под напряжением, окажется присоединенным параллельно малому электрическому сопротивлению защитного заземления. Сила тока обратно пропорциональна сопротивлению, поэтому через тело будет протекать ток, не являющийся опасным для жизни и здоровья человека.

Рис. 2.15. Схемы устройства защитного заземления в трехпроводной (а) и четырехпроводной (б) электрических сетях: 1 – электроустановка; 2, 3 – проводники; 4 – нулевой провод (доступно при скачивании полной версии книги)

При включении электроустановки в четырехпроводную сеть (рис. 2.15, б) с заземленным нулевым проводом 4 корпус электроустановки соединяют с этим проводом проводником 3. Такой способ защитного заземления называют занулением. В этом случае пробой на корпус превращается в короткое замыкание, при котором срабатывает предохранитель, поврежденная цепь размыкается, предупреждая поражение человека.

Как выполняют заземление крана?

У рельсовых кранов заземляется крановый путь. Все рельсы соединяют стальными перемычками 3, 4 (рис. 2.16) с помощью сварки. Крановый путь соединяют с заземлителями 6 не менее чем двумя заземляющими проводниками 5. Заземлителями являются стальные трубы или уголки, вбитые в грунт. При подключении к четырехпроводной сети крановый путь также соединяют стальным проводником 7 с корпусом рубильника 1, подающего напряжение на кран.

Рис. 2.16. Защитное заземление крана: 1 – рубильник; 2 – кабель; 3, 4 – перемычки; 5, 7 – проводники; 6 – заземлитель (доступно при скачивании полной версии книги)

Стреловые краны с электроприводом должны быть заземлены в случае подключения к внешней электрической сети. Для этого нулевой провод питающего кабеля соединяют с корпусом крана.
ВНИМАНИЕ! При неисправности или отсутствии заземления стропальщик, прикоснувшись к любой части крана, может оказаться под действием электрического тока.

Почему стропальщик должен знать расположение рубильника, подающего напряжение на кран?

При возникновении на кране пожара стропальщик должен отключить источник электропитания. Также необходимо обесточить электрооборудование при попадании человека под действие электрического тока.
Рубильник (автоматический выключатель) 1 (см. рис. 2.16) расположен на пункте подключения крана к электрической сети.

Скачать книгу с рисунками и таблицами — нажмите сюда

Для чего нужно заземление электрооборудования

Заземление. Зачем нужно заземлять оборудование, назначение заземления.

Любое электрооборудование как бытовое (холодильник, стиральная машинка и др.) так и промышленное (станки, стабилизаторы напряжения, электрокотлы и др.), имеет гарантийный срок службы и номинальный срок службы. Гарантийный срок службы устанавливают производители оборудования и этот срок может быть от 6 месяцев до 5 лет. Номинальный срок службы оборудования определяется в нормативных документах: технические условия или в системе государственных стандартов (ГОСТ). Тем не менее, на срок службы влияют многие факторы: от условий эксплуатации и до правильности выбора параметров оборудования для целей его использования. Все электрооборудование имеет различные защиты как внутренние (программные виды отключения техники) так и внешние (автоматические выключатели при перегрузке или коротком замыкании).

Однако бывают ситуации, когда защитные устройства не реагируют на возникшие внештатные ситуации. Частным случаем внештатной ситуации может стать повреждение внутренней изоляции (проводника, схемы) и возникновении на металлическом корпусе оборудования напряжения. И такое напряжение может колебаться от нескольких вольт до нескольких десятков вольт и даже может быть больше 100Вольт.

Прикоснувшись к такому оборудованию сквозь человека пройдет переменный ток, и как известно смертельно опасным считается напряжение переменного тока с номиналом более 24В. Многие испытывали «покусывание» металлических частей оборудования, так вот это небольшие потенциалы напряжения. Для защиты от таких повреждений и было придумано заземление, основное назначение которого — снизить величину этого напряжения. То есть другими словами, главное предназначение заземления — максимально снизить напряжение появившееся на корпусе электрооборудования до безопасного значения.

Допустим, что у вас установен металлический светильник, корпус которого не заземлен. В ситуации, если изоляция будет повреждена, на металлической части светильника окажется напряжение. И вот вы собрались поменять лампочку в светильнике, притронулись к корпусу — вас ударит током, т.к. дотронувшись к корпусу светильника вы окажетесь проводником, а электрический ток потечет через ваше тело в землю.
Если светильник будет заземлен, то значительная часть напряжения уйдет в землю поскольку сопротивление заземления, как правило, меньше чем сопротивление вашего тела.

Что такое заземление?
Заземлением — называется такое соединение (цепь заземления) металлических элементов электрооборудования (в обычном состоянии не токоведущими) с землей (схемой заземления, контуром), которые в обычном состоянии не находятся под напряжением, но могут оказаться под напряжением из-за повреждения изоляции.

Заземление очень необходимо для работы таких устройств как Устройство защитного отключения, сокращенно УЗО. Так вот, если корпус электрооборудования не будет заземлен, то ток утечки протекать не будет, и устройство защитного отключения не сработает.

Зануление? Главное отличие заземления от зануления?
Наряду с заземлением вам наверняка приходилось слышать такой термин как зануление.
Зануление это схемное соединение металлических частей электрооборудования, которые в нормальном режиме работы не являются токоведущими с нулевым проводником сети (с нулем). Принципиально заземление и зануление выполняют одну и ту же задачу – защищают человека от поражения электрическим током, но обеспечивают такую защиту немного разными подходами. В сетях где применяется метод зануления происходит отключение от сети электрооборудования, корпус которого из-за пробоя изоляции оказался под напряжением.

При пробое фазы на соединенный с нулем корпус возникает замкнутый контур между фазой и нулем, другими словами возникает однофазное короткое замыкание. На возникшее короткое замыкание должны реагировать защитные устройства, такие как автоматы или предохранители, в результате происходит отключение поврежденной электроустановки от сети электропитания.

Краткий вывод:
— заземление обеспечит защиту методом снижения напряжения на корпусе электрооборудования при прикосновении человека к нему.
— зануление осуществляет защиту метедом отключения электрооборудования (группы защищаемых нагрузок) от сети.

Для чего нужно заземление оборудования обработки информации

Когда речь идет о заземлении, мы привычно связываем тему разговора с защитным заземлением, призванным оградить человека от опасного электрического потенциала, случайно появляющегося на корпусах электрооборудования. При помощи защитных проводников PE и шины заземления их корпуса соединены с заземлителем, что обеспечивает стекание потенциала через контуры заземления в грунт. Однако существует еще один класс заземления, к защитному не имеющий никакого отношения – это так называемое функциональное (рабочее или информационное) заземление. Основная роль, отведенная функциональному заземлению – обеспечение электромагнитной совместимости электрооборудования, работающего в области информационных технологий, связанных с обработкой и передачей данных.

В отличие от защитного заземления, призванного защитить человека от напряжений низкой частоты с высокой амплитудой, информационное заземление защищает аппаратуру от высокочастотных помех, амплитуда которых угроз человеку не несет. Тем не менее, помехи сказываются, например, на качестве передачи информации, без функционального заземления вероятна технологическая утечка конфиденциальной информации.

Учитывая, что использование функционального заземления (FE) не отменяет защитного, которое должно присутствовать во всех электроустановках, оно выполняется посредством организации отдельного контура заземления, а заземлитель функционального заземления должен иметь электрическое соединение с защищаемыми объектами при помощи специальных шин и защитных заземляющих проводников FE.

Особенности организации функционального заземления

При проектировании систем функционального заземления необходимо учитывать требования, предъявляемые к нему технической документацией на электронное оборудование, для которого оно предназначено, в частности предъявленной величине сопротивления функциональному заземлению. Например, для электронных устройств систем информационно-коммуникационных технологий величина сопротивления заземлителя не должна превышать 1 Ома, в то время как для высокочувствительного медицинского оборудования оно может достигать 2 Ом.

Для обеспечения главного требования – электробезопасности для систем заземления TN-S защитное и функциональное заземление должны входить в систему уравнивания потенциалов и составлять общую электрическую цепь. С этой целью защитные проводники PE и FE объединяются и присоединяются к главной заземляющей шине, в качестве защитного проводника в данном случае используется проводник питания PE, а независимый функциональный проводник FE соединен с низкоомными независимыми заземлителями. При таком решении система уравнивания потенциалов одновременно:

• защищает персонал от поражений электрическим током;
• повышает помехозащищенность электронных схем;
• увеличивает информационную безопасность систем.

В ряде случаев требуется независимое исполнение функционального заземления, примером тому могут служить медицинские учреждения с высокочувствительным оборудованием. В таких ситуациях заземлители различных систем заземления должны быть разнесены на расстояние не менее 20 метров друг от друга с целью исключения взаимного влияния. В распределительных шкафах шины функционального заземления FE выполняются изолированными от самого шкафа, а шкаф присоединяется на шину защитного заземления PE.

С появлением модульных (штыревых) заземлителей предоставляется возможность создания глубинного заземления глубиной в десятки метров с сопротивлением в доли Ома. Такое решение позволяет использовать один общий заземлитель, являющийся защитным повторным заземлением и удовлетворяющий по параметрам функциональному заземлению.

Смотрите также другие статьи :

Любые электроприборы и оборудование разрабатываются для работы в определенных условиях. Все составные элементы предусматривают характеристики, способные производить оптимальную полезность и отдачу при определенных параметрах поступающего тока.

В данной статье будут описаны основные дефекты и нарушения в электроустановках и на объектах, а также ссылки на нормативные документы, пояснения чем тот или иной дефект опасен или к чему может привести.