Чим відрізняється заземлення від занулення

Сучасна трифазна електропроводка виконана за п'ятипровідною схемою, а однофазна за трипровідною. У цих схемах занулення та заземлення виконані окремими проводами, отже вони виконують різні функції. Для того, щоб правильно використовувати ці провідники, необхідно знати, чим відрізняється заземлення від занулення.

Визначення нормативних документів

У "Біблії" електромонтерів Правил Пристрої Електроустановок п.п.1.7.28-1.7.31 дається чітке визначення, що вважається заземленням, а що зануленням електроустаткування.

Однак формулювання, які використовуються в цьому та інших документах, є складними для людей, які не пов'язані з електрикою. Для кращого розуміння матеріалу статті можна пояснити, що таке заземлення та занулення простими словами.

Що таке занулення

Усі житлові райони та більшість промислових підприємств підключені до понижувальних трансформаторів, вторинні обмотки яких з'єднані в "зірку" і підключені до контуру заземлення без розривів та перемикачів. Така схема електроживлення називається "з глухозаземленою нейтраллю".

Від таких підстанцій відходить чотири дроти - три фазні від кінців обмоток і нейтраль, або нульовий провідник, від середньої точки зірки. Зануленням є з'єднання металевих корпусів електроприладів з нейтраллю трансформатора або з нульовим провідником однофазної мережі 220В.

Відповідно до ПУЕ п.1.7.31 захисним зануленням це підключення буде у тому випадку, якщо воно виконане для підвищення електробезпеки, а не з вимог технології чи інших причин.

Що таке заземлення

Заземлення – це підключення корпусу обладнання до контуру заземлення. Такий контур може бути біля будівлі або на трансформаторній підстанції. В останньому випадку електроживлення здійснюється за п'ятипровідною схемою з додатковим заземлюючим проводом РЕ.

З'єднання обладнання із заземлювачами може здійснюватися з двома цілями:

• Захисне заземлення. Виготовляється для запобігання електротравмам. Визначення дається у ПУЕ п.1.7.29.
• Робоче (функціональне) заземлення. Використовується для роботи електрообладнання, що описується в ПУЕ п.1.7.30.

Для чого застосовують заземлення та занулення

З погляду електротехніки ці провідники є рівнозначними і основна відмінність заземлення від занулення полягає у призначенні таких дротів.

Навіщо необхідне заземлення

Дотик до елементів, що знаходяться під напругою мережі, може бути небезпечним для здоров'я. У справному обладнанні корпус відокремлений від струмопровідних частин за допомогою ізоляційних матеріалів.

При руйнуванні ізоляції на металевих частинах корпусу з'являється висока напруга, і якщо обладнання не підключене до контуру заземлення, контакт людини з обладнанням призведе до ураження електричним струмом.

Наявність заземлення забезпечує відсутність різниці потенціалів між обладнанням із пошкодженою ізоляцією та заземленими елементами будівлі.При цьому відбувається спрацьовування диференціального захисту і при короткому замиканні на корпус відключення автоматичного вимикача.

Робоче та захисне занулення

Поєднання обладнання з нейтраллю є двох видів:

• Захисне. Призначений для відключення живлення при порушенні ізоляції. При цьому виникає коротке замикання між елементами, підключеними до фазних дротів, та зануленим корпусом. Це спричиняє підвищення струму в мережі вище за уставку відповідного автоматичного вимикача.
• Робоче. Використовується для отримання однофазної напруги трифазної мережі. У цій схемі нейтраль підключається не до корпусу, а до нульової шини електросхеми або щита.

Схема підключення

Схеми підключення заземлення та занулення відрізняються залежно від призначення.

Захисне заземлення повинно підключатися до електроприладів без вимикачів та роз'єднувачів. Для цього використовується окремий п'ятий провідник РЕ у відповідному кабелі. Другий кінець цього кабелю приєднується до глухозаземленої нейтралі понижуючого трансформатора у схемах електропостачання TN-S.

Захисне занулення передбачає приєднання корпусів обладнання до нейтрального провідника ДО вступного автомата і в такому вигляді практично не використовується.

Для використання захисного занулення точку з'єднання з нейтраллю необхідно додатково заземлювати. При цьому морально застаріла схема електропостачання TN-C перетворюється на більш сучасну схему TN-C-S.

Робоче занулення виконується шляхом встановлення в електрощиті нульової шини N. До неї приєднуються нульові дроти окремих ліній при монтажі однофазних автоматів та нейтраль однофазних споживачів у трифазній мережі.

Принцип роботи заземлення та занулення

Основне завдання захисного заземлення та захисного занулення однакова – запобігти електротравмі людини при пошкодженні ізоляції між елементами, що знаходяться під напругою та металевим корпусом обладнання.

Однак ці пристрої виконують свої функції по-різному і головне, чим відрізняється занулення від заземлення це способом захисту і захисної апаратури, що використовується.

Принцип роботи заземлення

Для ураження електричним струмом необхідна різниця потенціалів між корпусом обладнання та поверхнею, на якій стоїть людина. Зазвичай це заземлена підлога чи сантехніка. При пошкодженні ізоляції заземлюючий провід відводить високу напругу в землю та шунтує тіло людини.

Відповідно до норм ПУЕ п.1.8.39 опір контуру заземлення має бути не більше 4 Ом, що набагато менше опору тіла людини, навіть якщо контакт був зроблений мокрими руками.

В результаті струм, що протікає через організм, стає набагато меншим за величину, при якій він починає відчуватися як легке поколювання.

Струм, що протікає через заземлюючий провід, називається струм витоку і його поява призводить до спрацьовування диференціального захисту, а при його збільшенні вище за уставку автоматичного вимикача відбувається аварійне відключення автомата лінії.

Принцип роботи занулення

Занулення є менш надійним захистом та призначене для відключення лінії в аварійних ситуаціях захисним автоматом. Цей захисний пристрій спрацює лише при короткому замиканні між внутрішньою частиною електрообладнання та корпусом.

Фактично, нульовий провідник у мережах з глухозаземленою нейтраллю виконує дві функції - заземлення та занулення і є суміщеним проводом PEN, проте його опір не нормується і різниця потенціалів між зануленим корпусом та заземленими елементами будівлі може досягати значної величини, особливо якщо лінія прокладена тоном значну протяжність та опір.

Однофазний двожильний кабель, що підходить до квартири або приватного будинку, крім двополюсного автомата проходить через дифреле, яке не відключає живлення при порушенні ізоляції. Такий захист спрацює лише при дотику до корпусу обладнання з пошкодженою ізоляцією.

У чому практична різниця між заземленням та зануленням

Якщо заземлювальний та нейтральний провідники обидва проходять від споживача до глухозаземленої нейтралі трансформаторної підстанції, де підключаються до контуру заземлення, то, можливо, не має значення, як їх використовувати?

Незважаючи на те, що з точки зору електротехніки ці провідники рівнозначні, відмінності в монтажі роблять неприпустимим довільне підключення землі та нуля у щитку та до електроприладів. Згідно з ПУЕ, у кожного з цих проводів свої вимоги та сфера застосування:

• Заземлення. Використовується для того, щоб забезпечити відсутність напруги на корпусі електроприладу. При порушенні ізоляції напруга по провіднику, що заземлює, відводиться в землю, при цьому з'являється струм витоку. Якщо його величина перевищує 30мА, спрацьовує ПЗВ або дифавтомат, встановлені в електрощитку. Заземлюючий провід повинен проходити від контуру заземлення до розетки або корпусу обладнання без автоматів або вимикачів без контакту з нейтраллю.
• Занулення. Згідно з ПУЕ п.1.7.132 використовувати підключення до робочого нульового провідника для захисту від ураження електрикою заборонено, тому занулення застосовується для поділу трифазного електроживлення на три однофазні лінії. Для підключення до нейтралі корпусу обладнання необхідно виконати відведення від нульового дроту з додатковим заземленням місця поділу. У цьому випадку додатковий провід вважається заземлюючим.

Що краще

Головне, чим відрізняється заземлення від занулення, це надійність захисту від ураження електричним струмом. По нейтральному дроту протікає електричний струм, що може призвести до руйнування місць з'єднань та підгоряння контактів автоматів та рубильників.

Згідно з ПУЕ, нульовий провідник повинен відключатися одночасно з фазним, але це не гарантує одночасного включення контактів вимикача. В цьому випадку на корпусі зануленого електроприладу через електросхему з'явиться фазна напруга.

На відміну від захисного заземлення, встановлений у схемі занулення ПЗВ буде відключати живлення лише у разі потрапляння людини під напругу.

Струм витоку, що протікає через пошкоджену ізоляцію та занулення, викличе тільки спрацювання автоматичного вимикача при короткому замиканні. Незначний струм може призвести до повного руйнування електроприладу та його загоряння.

Небезпека занулення у побуті

Для захисту від ураження електричним струмом застосовуються два види захисту - заземлення та занулення. У чому різниця між ними розуміють не всі електромонтери, а тим паче домашні майстри.

Тому при монтажі електропроводки іноді замість заземлювального дроту використовується підключення до нейтралі. Виконати цю роботу за всіма нормами ПУЕ, описаними в розділі 1.7, важко і натомість просто проводиться з'єднання нейтральної та заземлюючої шин в електрощитку після вступного автомата або навіть у розетці.

Таке занулення виконує свої захисні функції до того часу, поки нейтральний провідник зберігає свою цілісність протягом усього. При аварійних ситуаціях на заземлюючих клемах і корпусах електроприладів гарантовано з'являється напруга, що може бути небезпечним для життя.

Тому використання робочого нульового провідника як захисного заборонено нормами ПУЕ.

Висновок

Головне, чим відрізняється заземлення від занулення – це надійність захисту. У разі підключення корпусу до заземлення висока напруга відводиться в землю і струм витоку, що з'являється при цьому, викликає спрацьовування диференціального захисту. Під час монтажу занулення вимкнення автоматично вимикається лише у випадку короткого замикання. Тому при виборі способу захисту занулення слід встановлювати тільки при неможливості монтажу заземлення.

Що таке занулення простими словами

Для захисту від ураження електричним струмом використовуються два види провідників - заземлення та занулення. У мережах з глухозаземленной нейтраллю це схожі поняття, оскільки обидва дроти на підстанції з'єднуються з нульовою точкою вторинної обмотки і контуром заземлення.Однак між землею та нейтраллю є відмінності у способі монтажу та області застосування. Тому при прокладанні та підключенні електромереж важливо чітко розуміти, що таке занулення.

Для чого потрібне занулення

Згідно з ПУЕ п.1.7.31 зануленням є штучно виконане з'єднання електроприладу з нейтраллю живильного трансформатора. В електромережах 380/220 В є два типи занулення - Робоче та захисне. Як правило, якщо йдеться про занулення, мається на увазі саме захисна функція цих провідників

Якщо призначення занулення, яке використовується як нейтраль в трифазній мережі, полягає саме в поділі лінії 380 В на три однофазних лінії 220 В і для інших цілей у квартирній електропроводці використовувати її заборонено ПУЕ п.1.7.132, то захисне занулення, як видно з його назви призначені для захисту людей від ураження електричним струмом.

Цей провід приєднується до металевих елементів корпусу електроприладу та при пошкодженні ізоляції між цими деталями та іншими частинами електросхеми виникає коротке замикання. Принцип роботи захисного занулення полягає у відключенні апарата від мережі автоматичним вимикачем або запобіжниками з появою струму витоку великої величини через пошкоджену ізоляцію.

Принцип дії захисного занулення

Захисне занулення використовується для запобігання електротравмам при дотику до корпусу обладнання з пошкодженою ізоляцією. Принцип дії захисного занулення полягає у виникненні надструму при короткому замиканні всередині електроприладу.

Струм, що при цьому протікає по нульовому дроту, повинен забезпечити час спрацьовування автоматичного вимикача не більше 0,4 с.

Другим фактором, що підвищує електробезпеку, є зниження потенціалу на корпусі електроприладу до величини напруги нейтралі, проте це збільшує захищеність людей не у всіх ситуаціях.

У місті з невеликими відстанями до підстанції занулення знижує напругу до 2-3 В, але в сільській місцевості при великій протяжності лінії електропередач, малому перерізі дротів та нерівномірному розподілі навантаження потенціал на зануленому корпусі може досягати 50-70 Вольт.

В цьому випадку дотик до справного апарату буде болючим і навіть небезпечним, тому використання занулення в однофазних мережах заборонено.

Вимоги до нормативних документів

Одним із основних документів, що регламентують вимоги до захисного занулення, є ГОСТ 12.1.030-8. Згідно з цим ГОСТом, цей засіб захисту повинен відповідати наступним параметрам:

• при порушенні ізоляції повинна дотримуватися селективності захисту та відбуватися відключення найближчого до місця пошкодження захисного пристрою;
• у ланцюзі захисного занулення повинні бути відсутні автоматичні вимикачі та роз'єднувачі, крім пристроїв, що забезпечують одночасне відключення всіх проводів мережі;
• опір контуру заземлення, до якого підключений нейтральний провід, в мережі 380/220 має бути не більше 4 Ом;
• час відключення в аварійній ситуації трохи більше 0,4 з.

Ці вимоги аналогічні тим, які пред'являються до захисного заземлення та забезпечують достатньо надійний захист від ураження електричним струмом.

Область застосування занулення

Більшість трифазних електроустановок підключені до мережі за допомогою чотирижильного дроту, в якому є три фазні провідники і нейтраль. У мережах 0,4 кВ нульовий провідник одним кінцем приєднується до заземленої середньої точки вторинної обмотки трансформатора живлення і при підключенні другого кінця дроту до корпусу електроустановки виходить захисне занулення.

Відключення мережі із захисною нейтраллю відбувається тільки у разі короткого замикання між зануленим корпусом і фазними провідниками, диференціальний захист у таких мережах працювати не буде, так як дифреле підключається до місця аварії і струм витоку, що з'являється, проходить через ПЗВ і не впливає на його роботу. Це може призвести до нагрівання та займання пошкодженої ізоляції.

У зв'язку з тим, що нейтральний провідник забезпечує менш надійний захист, ніж спеціально прокладене заземлення, область застосування занулення обмежена трифазними електроприладами в мережах 380/220 і 660/380 В. В основному це промислові підприємства та електроустановки.

Якщо захисне занулення виконано окремим проводом або є відведенням від сумісного провідника PEN, виконаним із підключенням до контуру заземлення, то цей провід у ПУЕ та інших нормативних документах може називатися заземлюючим провідником РЕ.

Схема занулення електроустаткування

Існує кілька схем занулення, вибір яких залежить від системи електропостачання даного житлового будинку чи мікрорайону.Такі об'єкти живляться від понижувальних трансформаторів із глухозаземленою нейтраллю та системи заземлення в цих мережах є одночасно системами занулення.

Система TN-C

Найстаріша система, в якій електропостачання здійснюється за чотирипровідною схемою із заземленням нейтралі тільки на трансформаторній підстанції.

У цій системі захисне занулення підключається до відповідного нульового дроту безпосередньо або через чотириполюсний автомат. У цьому нейтральний провідник виконує відразу дві функції - робочого занулення N і захисну РЕ, на електросхемах він позначається PEN.

Система TN-S

Сучасна система заземлення, виконана за п'ятипровідною схемою, в якій нейтральний провід N і заземлюючий РЕ розділені на всьому протязі від підстанції до споживача.

У цій схемі нейтраль використовується для перетворення трифазної напруги в три однофазні, а так само для вирівнювання напруги між різними фазами. Захист здійснюється лише захисним заземленням РЕ.

Відповідно до ПУЕ п.1.7.145 цей провід не повинен проходити через автомати, роз'єднувачі чи іншу комутаційну чи захисну апаратуру, у тому числі запобіжники.

Система TN-C-S

Сучасна система заземлення TN-S, що забезпечує максимальний захист, є одночасно найдорожчою та потребує повної заміни всіх ліній електропередач та кабельних мереж напругою 0,4кВ.

Тому для підвищення електробезпеки без заміни відповідних проводів було розроблено компромісну схему електропостачання TN-C-S. У цій системі до вступного щитка в будинок підходить суміщений провідник PEN, де він повторно заземляється і поділяється на два дроти - нейтраль N і заземлення РЕ.

Заземлення та занулення в чому різниця

В електромережах використовуються два типи захисних провідників - заземлення та занулення. У чому різниця між ними не завжди можуть розібратись навіть досвідчені електромонтери. Фактично, обидва ці дроти з'єднані з нейтраллю живильного трансформатора, тому вони можуть вважатися зануленням.

У цьому випадку заземленням буде підключення корпусу обладнання до спеціально виготовленого контуру або природних заземлювачів без приєднання до обмоток трансформатора.

Однак таке заземлення використовується тільки при неможливості забезпечити надійний захист за схемою TN-C-S і тому при описі електропроводки та систем електропостачання частину провідників називають заземлюючим або захисним зануленням, частину нейтраллю або робочим зануленням.

На відміну від робочої нейтралі заземлюючим дротом називають тільки такий нульовий провідник, який не тільки з'єднаний з нульовою точкою трансформатора і підключений до контуру заземлення, але не використовується для підведення електроенергії. На електросхемах цей провід позначається РЄ (від англійських слів Protective Earth – захисне заземлення).

У системах заземлення TN-C і TN-C-S провід, з'єднаний із заземленням на підстанції і є суміщеним нульовим та заземлюючим. На електросхемах він позначається PEN (від англійської фрази Protective Earth and Neutra – захисне заземлення та нейтраль).

Насправді саме цей провідник називають нейтраллю.Він може так само позначатися N - нейтраль, але така назва повинна відноситися тільки до робочої нейтралі в схемах TN-S та дільниці після поділу дроту PEN у системі заземлення TN-C-S.

Чи можна робити занулення у квартирі

Знаючи, що таке занулення, можна дати однозначну відповідь на запитання, чи можна використовувати її для захисту в квартирі.

Одним із видів "небезпечного занулення" є неправильне підключення розетки. Відповідно до якого в самій розетці ставиться перемичка від нульової клеми на клему заземлення. Це є ГРУБЛИЙ ПОМИЛКОЮ. Зробивши таке підключення, "спеціалісти" думають, що убезпечили людей від ураження струмом заземливши таким чином електротехніку.

Насправді така безпека багато разів збільшує шанси отримати удар струмом, можливо навіть зі смертельними наслідками.

Ще одна помилка занулення - неправильний поділ PEN провідника. У чому полягає помилка? Виконується такий поділ PEN на PE та N як правило у квартирному або поверховому щиті.

У цьому випадку в щиті встановлюється додаткова шина PE, що заземлює, від неї відходять жовто-зелені жили для заземлення електроприладів. Заземлююча шина підключена перемичкою з нульовою шиною N, на яку підключається PEN провідник з лінії живлення.

Якщо на корпусі електроприладу з'явиться небезпечна напруга завдяки перемичці між шинами N та PE виникне коротке замикання та автомат вимкнеться. Але якщо виникне обрив нуля всі наслідки, як у прикладі вище, виникне небезпечний потенціал на всіх заземлених/занулених таким чином приладах. При цьому жоден захист не відпрацює.

1. 1) поділ PEN провідника виконується після вступного автомата (Повинно проводитися до).
2. 2) відсутність повторного заземлення.

Чому не можна робити занулення в квартирі та будинку

Відповідно до норм ПУЕ це робити заборонено з кількох причин:

1. Нульовий провідник, що підходить до домашньої електропроводки, є суміщеним нульовим захисним та нульовим робочим дротом PEN, або робочою нейтраллю. Застосування цього провідника як захисний заборонено ПУЕ п.1.7.132.
2. В однофазній електропроводці встановлюється вступний двополюсний автомат, що відключає одночасно фазний та нульовий дроти. Відповідно до ПУЕ п.1.7.145 захисний провідник в однофазних мережах не можна підключати через комутаційну апаратуру.

Ці правила включені в ПУЕ у зв'язку з тим, що при обриві робочої нейтралі приєднані до неї корпуси електроприладів виявляться під напругою через електроприлади, що включені в розетку, і світильники.

Як правильно заземлити квартирне проведення

Єдиний спосіб заземлити домашні електроприлади - це прокласти додатковий провід до введення в будинок і підключити його до комутаційної апаратури з одночасним заземленням (повторним) місця з'єднання, перетворивши систему електропостачання TN-C на TN-C-S.

Однак найчастіше нейтраль вступного кабелю вже приєднана до природних заземлювачів, таких як арматура фундаменту та інші металоконструкції, що знаходяться в землі.

Висновок

Для захисту від ураження електричним струмом усі металеві частини електроприладів необхідно заземлювати. Знаючи, що таке занулення стає зрозуміло, що використовувати для цієї мети допускається тільки захисне занулення.

Підключення обладнання до робочої нейтралі може призвести до трагічних наслідків та заборонено ПУЕ та іншими нормативними документами.

Заземлення та занулення – у чому різниця?

Відповідно до сучасних вимог ГОСТ та СНІП при прокладанні побутових або промислових електричних мереж має бути передбачений захист. Електробезпека може забезпечуватись різними способами. Але далеко не всі розуміють, чим відрізняється заземлення від занулення і що краще робити у квартирі чи приватному будинку. Завдання цієї статті: пояснити простими словами суть кожного поняття та показати основні відмінності даних захисних контурів.

Визначення

Занулення - це навмисне з'єднання невідповідних частин установки з нульовим захисним кабелем, з метою усунення небезпеки ураження струмом.

У варіанті пояснення для чайників: частини корпусу, які гіпотетично можуть ударити споживача струмом, приєднуються до нейтралі (зазвичай це синій дріт, на схемах позначений буквою N). У разі стрибка напруги «надлишки» підуть у «нуль», через що має спрацювати ПЗВ, відключивши контур від мережі.

Заземлення — це навмисне з'єднання електроустановки або будь-якої точки мережі із заземлюючим пристроєм.

Мета у захисного заземлення та сама: вберегти споживача від можливого удару струмом. Але в цьому випадку надлишки йдуть в землю, а не в нуль (схеми нижче).

Детальніше суть цих понять розкрито у відео:

Види

Залежно від дати будівництва в ньому може використовуватися один із стандартів:

1. TN-C - двопровідна мережа, характерна для старих будівель. При такому підключенні провід N заземлений безпосередньо на підстанції. «Нуль» та «фаза» визначаються спеціальною викруткою-індикатором.
2. TN-S – трипровідна мережа. N, PE та L виходять із підстанції окремо. У цьому випадку відрізнити нуль від заземлення та фази можна двома способами:
   1. за кольоровим маркуванням проводів (через недбайливість електриків даний спосіб ненадійний): N - синій, PE - жовтий або жовто-зелений і L - червоний;
   2. визначити індикатором фазу в распредкоробі. Від'єднати один з проводів, що залишилися, від щитка. Спрацює спосіб виключення: при відключенні «нуля» всі прилади та лампи в квартирі згаснуть.

   З'ясувавши, який із стандартів використовувався в будинку, можна припустити, який із засобів захисту застосовувався на об'єкті.

   Чим небезпечно занулення замість заземлення

   Спочатку варто відзначити, що при прокладанні електропроводки застосовуються обидва варіанти захисту. Що з електроустаткування підлягає захисному заземленню, а що зануленню докладно розписано в А10-93. Керуючись цим альбомом, можна вибрати оптимальний спосіб захисту.

   Якщо ж пояснювати небезпеку самовільної заміни одного варіанту захисту іншою простими словами, потрібно звернутися до простий схемі (нижче). В ідеалі, у разі стрибка напруги або короткого замикання, має відбутися захисне відключення запобіжників. Так воно зазвичай і є. Але при обриві дроту N надлишки повернуться в контур. Тобто «перевантаження» піде на електроприлад, що може призвести до його виходу з ладу.

   У більшості випадків занулення використовується для промислових електроустановок (трансформаторів, освітлювальних установок тощо). У побуті цей варіант захисту використовують лише у будівлях, де відсутній окремий кабель PE (земля).