Что такое защитное заземление и зануление?
Для обеспечения защиты людей при прикосновении к металлическим нетоковедущим частям, которые могут по каким-либо причинам оказаться под напряжением, наряду с другими средствами применяются защитное заземление и зануление.
Согласно ГОСТ 12.1.009-76 «Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Термины и определения» защитное заземление — преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Назначение защитного заземления — устранение опасности поражения людей электрическим током при появлении напряжения на конструктивных частях электрооборудования, т. е. при замыкании на корпус.
Защитному заземлению подлежат металлические нетоковедущие части электрооборудования, которые из-за неисправности изоляции могут оказаться под напряжением и к которым возможно прикосновение людей и животных.
Принцип действия защитного заземления — снижение напряжения между корпусом, оказавшимся под напряжением, и землей до безопасного значения.
Следует отметить, что в техническом кодексе установившейся практики «Электроустановки на напряжение до 750 кВ. Линии электропередачи воздушные и токопроводы, устройства распределительные и трансформаторные подстанции, установки электросиловые и аккумуляторные, электроустановки жилых и общественных зданий. Правила устройства и защитные меры электробезопасности. Учет электроэнергии. Нормы приемо-сдаточных испытаний», утвержденном постановлением Министерства энергетики Республики Беларусь от 23 августа 2011 г. № 44, дается определение не только термину «заземление», но и производным от него терминам:
заземление — преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством;
заземление защитное — заземление, выполненное в целях электробезопасности;
заземление функциональное (рабочее, технологическое) — заземление точки или точек системы, или установки, или электрооборудования в целях, отличных от целей электробезопасности.
Согласно ГОСТ 12.1.009-76 «Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Термины и определения» зануление — преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.
Назначение зануления — устранение опасности поражения людей током при пробое на корпус.
Принцип действия зануления — превращение замыкания на корпус в однофазное короткое замыкание (т. е. замыкание между фазным и нулевым проводами) с целью вызвать большой ток, способный обеспечить срабатывание защиты и тем самым автоматически отключить поврежденную установку от питающей сети. Такой защитой могут быть плавкие предохранители, магнитные пускатели со встроенной тепловой защитой, контакторы в сочетании с тепловыми реле, автоматы, осуществляющие защиту одновременно от токов короткого замыкания и от перегрузки.
Занулению подлежат металлические конструктивные нетоковедущие части электрооборудования, которые должны быть заземлены: корпуса машин, аппаратов и др. В сети с занулением корпус приемника нельзя заземлять, не присоединив его к нулевому защитному проводу.
Заземление и зануление электроустановок: виды, достоинства и недостатки
Любая электроустановка состоит не только из проводников электрического тока. Они помещаются в корпуса и оболочки, закрыты кожухами. Между токоведущими частями корпусами, в которых они находятся или на которых расположены, размещаются изоляционные материалы.
Все изоляторы подвержены способности повреждаться. При этом они теряют свои свойства и начинают проводить электрический ток. Потенциал рабочих частей электроустановки, находящихся под напряжением, проникает через место повреждения на токопроводящие корпуса и оболочки. При прикосновении к ним человека последний получает опасный для жизни удар электрическим током.
Способы защиты от опасных потенциалов
Ситуацию с повреждением междуфазной изоляции электрооборудования мгновенно пресекают защитные устройства: автоматические выключатели или предохранители. Но она лишь косвенно представляет опасность для человека.
Опаснее для людей как раз однофазное замыкание, в результате которого корпуса электродвигателей, электрошкафов, кабельных конструкций оказываются под напряжением.
Чтобы исключить риск поражения электротоком, нужно, чтобы при попадании напряжения на корпус произошло гарантированное короткое замыкание и потенциал на корпусе был максимально снижен.
Первое защитное действие достигается созданием цепи между корпусом и заземленной нейтралью электроустановки. При замыкании возникает ток, достаточно большой для срабатывания тех же защитных аппаратов, работающих при междуфазных замыканиях. Это называется защитным отключением.
Для реализации второго метода всем потенциально опасным металлическим частям электрооборудования придают потенциал земли. Делается это преднамеренным их соединением с заземляющим устройством. Мероприятие носит название – защитное заземление.
Системы заземления электроустановок до 1000 В получили в 7-м издании ПУЭ классификацию. Рассмотрим эти системы по очереди.
Система заземления TN-C
В этой конструкции нет ничего нового. Она была такой долгие годы.
Для питания потребителей в ней используется 4 провода. Три из них – фазные, один – нулевой. По последнему протекает рабочий ток нагрузки. Но он же используется и для реализации защитных целей, соединяясь с контуром заземления нейтрали силового трансформатора, питающего электроустановки. К нему же присоединяются и корпуса электрооборудования. Называется он проводником PEN. Из-за того, что в нем сочетаются функции защиты и транспортировки рабочего тока к месту назначения, он получил название «совмещенный проводник».
В итоге реализуются обе задачи: ток замыкания на землю высок – отключение поврежденного участка происходит достаточно быстро. К тому же при повреждении малое сопротивление PEN-проводника шунтирует тело прикоснувшегося к корпусу человека, имеющее сопротивление порядка килоома. Большая часть тока стекает в землю.
Но по PEN-проводнику протекает рабочий ток нагрузки. Контактные соединения от этого могут нарушиться, соединение – стать ненадежными или прерваться вовсе.
Так исчезает столь необходимая связь с заземляющим устройством.
Даже, если имеется повторное заземление PEN-проводника на вводе в здание.
Мало того, наличие тока в этом проводнике приводит к возникновению потенциала, увеличивающегося по мере удаления от точки связи с контуром заземления.
А при обрыве проводника PEN картина и вовсе ужасающая. Потенциал на корпусах за местом обрыва может теоретически достигнуть и 220 В.
Добавим ко всему этому технологически трудную реализацию соединения корпусов некоторых электроприемников с PEN. Как заземлить корпус электроплитки, подключаемой к сети через розетку?
Развитие бытовых электроприборов, требующих применения защитных мер по электробезопасности, привело к усовершенствованию системы TN-C. Подробнее о системе TN-C можно почитать в отдельной статье.
Система заземления TN-S
Отличие от предыдущей рассмотренной системы заземления в том, что функции рабочего-нулевого и защитного проводника разделены в разных физических проводниках. Нулевой рабочий (N) – проводит ток нагрузки, нулевой защитный (РЕ) – подключается к контуру заземления.
В результате происходит полное избавление от потенциала на корпусах, появляющихся в «особо отдаленных районах» электрической сети, а также – при обрывах проводников. Максимум, что грозит при отсутствии целостности проводника РЕ – отсутствие защиты. Но оборваться у него шансов немного – ток-то по нему не протекает, с чего бы вдруг потеряться выполненным по всем электрическим правилам контактным соединениям?
Поскольку сечение РЕ-проводников в составе кабельных линий обычно оказывается равным сечению фазных, упростилась задача присоединить их к корпусам любого электрооборудования.
Даже к заземляющему контакту розетки. Что позволило распространить защитные меры безопасности на все бытовые электроприборы: на ту же электроплитку, в частности.
Правда, в силовые кабельные линии добавилась лишняя жила. Ну что же – за безопасность надо платить.
Все вновь монтируемые электроустановки теперь, как правило, выполняются по этой системе заземления.
Подробнеео системе TN-S можно почитать в отдельной статье.
Система заземления TN-C-S.
Существенной проблемой при реализации системы TN-S является то, что реконструкция электроустановок и строительство новых происходит зачастую без реконструкции самой трансформаторной подстанции. Обычно переделывается какая-то ее часть, начиная от распределительного щита на вводе до последнего потребителя. До этого щитка система заземления неизбежно сохраняет старую конструкцию.
Эта проблема заранее решена тем же самым пунктом ПУЭ, описывающим переходной вариант системы заземления, обозначенный, как TN-C-S. В нем нетронутая реконструкцией часть электроустановки вполне себе официально не меняет своей структуры, оставаясь то же TN-C. А вот с некоторой точки распределительная сеть выполняется по новым правилам.
Суть в разделении проводника PEN на два: рабочий и защитный.
Выполняется это во вводном распределительном устройстве. В нем устанавливается две распределительных шинки: N и РЕ. Проводник PEN в обязательном порядке присоединяется к РЕ, а между самими шинками монтируется перемычка.
Подробнее о системе TN-C-S можно почитать в отдельной статье.
Почему к РЕ?
Если перемычка между шинами оборвется (этого нельзя исключать ни в коем случае), то при таком способе соединения нулевая рабочая шина потеряет связь с нейтралью электроустановки. При этом возможны тяжелые последствия для электрооборудования – но соединение с защитной шиной не пострадает, люди останутся в безопасности.
К тому же не заметить сей факт обрыва невозможно. Его сразу побегут искать.
При обратной же схеме коммутации обрыв перемычки заметят разве что при плановых измерениях целостности защитной цепи. А за это время люди останутся без защиты – корпуса «повиснут в воздухе». Хорошо бы, если так.
Предоставленная сама себе сеть из соединенных между собой защитных проводников таит не меньшую опасность, чем при обрыве PEN-проводника система TN-C.
Блоки питания бытовой аппаратуры (компьютеров или стиральных машин, к примеру) и полупроводниковые ПРА люминесцентных ламп при отсутствии соединения их корпусов с заземляющим устройством выдают на них потенциал порядка 110 В через конденсаторы входного помехоподавляющего фильтра блока питания. Он распространяется по всей сети, появляясь на прочих металлических частях, соединенных с РЕ-проводником.
Не стоит забывать о том, что эта система унаследовала от TN-C ее главные недостатки: потенциал на PEN-проводнике и опасные напряжения на нем при его обрыве. Главный метод борьбы с ними – собственный контур повторного заземления, вывод от которого присоединяется к шине РЕ вводного щитка.
Но есть и другие системы заземления, использующиеся в частных случаях для защиты людей.
Система заземления ТТ
В предыдущих системах все заземляющие устройства соединяются в единую цепь проводниками PEN или (и) РЕ. В системе ТТ потребитель имеет свой собственный контур заземления, не связанной с проводником PEN питающей линии. Все его электрооборудование связано с этим контуром проводниками РЕ.
Таким образом, исчезают проблемы с возможным обрывом питающего потребителя PEN- проводника. Он используется как нулевой рабочий и никак не связан с корпусами.
Защита с помощью предохранителей и автоматических выключателей у потребителя работает только на устранение междуфазных замыканий, а также – между фазой и нулевым проводником.
Мерой же для защитного отключения служит обязательная установка УЗО у потребителя.
Внедрение этого метода заземления имеет показания к применению и при большой протяженности питающих линий, когда повышенное сопротивление петли фаза-нуль не позволяет произвести защитное отключение в нормируемое время.
Подробнеео системе TT можно почитать в отдельной статье.
Система заземления IT
А здесь нулевой проводник отсутствует вовсе, так как эта система – с изолированной нейтралью. Подключение нагрузки возможно только на линейные напряжения сети.
Ничего опасного для потребителя при возникновении повреждения одной фазы на корпус не происходит. Ток замыкания на землю ничтожен и не принесет организму особого вреда.
А для ликвидации опасных по величине токов все линии защищают УЗО в обязательном порядке.
Но для фиксации замыканий на землю в таких сетях устанавливаются специальные элементы – реле утечки. При его срабатывании повреждение требуется активно поискать. А при возникновении второго замыкания участок сети с повреждением подлежит немедленному отключению.
Заземление и зануление электроустановок — безопасность для людей | Полезные статьи
Понравилось видео? Подписывайтесь на наш канал!Заземление электроустановок представляет собой электрическое соединение оборудования с заземляющим устройством. Эти меры необходимы для обеспечения безопасности персонала, эксплуатирующего какое-либо электрооборудование, механизм или установку.
Заземление и зануление электроустановок: особенности и назначение
Если изоляция проводов цела, металлический корпус установки не имеет напряжения относительно земли, однако если случается повреждение изоляции, любая из частей установки может оказаться под напряжением относительно земли. В таком случае прикосновение к данной электроустановке может привести к серьезным последствиям.
Защитное заземление электроустановок позволяет снизить напряжение, под которым может оказаться пользователь установки, однако такое напряжение все же не равняется нулю. Это происходит из-за того, что проводник заземления, заземлитель и даже земля имеют определенное сопротивление. При повреждении изоляции удар током будет не столь значителен, как при 200 В, однако вполне ощутим, и для снижения напряжения необходимо увеличить количество электродов, что позволит уменьшить сопротивление заземлителя относительно земли. Также существует еще одна защитная мера — зануление установок.
Зануление установки (рис. 1 слева — защитное заземление, справа — зануление) — это соединение её элементов с нейтралью трансформатора с помощью нулевого провода сети. Рисунок
Если после монтажа зануления повреждается изоляция, цепь аварийного тока замыкания обеспечивает небольшое сопротивление, которое составляет суммы сопротивлений фазы и нуля сети. В таком случае ток значительно выше, чем при монтаже исключительно заземления, так что защитная аппаратура работает более быстро и эффективно, отключая поврежденное оборудование. Таким образом, заземление и зануление электроустановок дополняют друг друга и создают максимально надежную и безопасную систему.
Разные системы заземления электроустановок
В соответствии с ПЭУ, существует несколько систем, по которым осуществляется заземление установок:
- для электроустановок с напряжением до 1 кВт используется система TN, в которой нейтраль глухо заземлена, а открытые части соединены с нейтралью источника с помощью нулевых проводников;
- система TN-C, в которой нулевой защитный и рабочий проводники соединяются по всей длине;
- TN-C-S, где функции нулевого и защитного проводника выполняет один проводник либо какая-то его часть;
- система IT, где нейтраль установки изолирована от земли, либо заземлена через приборы с большим сопротивлением;
- система TT, в которой нейтраль глухо заземлена, а открытые части, проводящие ток, заземлены с помощью заземляющего устройства.
Монтаж контура для электроустановок
Для того чтобы осуществить искусственное заземление электроустановок, необходимо выполнить монтаж специального контура. Для этого заземлители (стальной уголок, прут) составляются по форме геометрической фигуры, например треугольника. В землю заглубляются вертикальные заземлители (рис. 2), после чего осуществляется замер сопротивления — оно не должно превышать допустимое значение. Вертикальные заземлители выполняются из горячеоцинкованной стали, горизонтальные представляют собой стальные полосы, а заземляющая шина для уравнивания потенциалов из никелированной латуни.
Выбор сечения заземляющего проводника
Еще одно необходимое составляющее — проводник, с помощью которого будет осуществляться заземление электроустановок. Для заземления отлично подходят гибкие провода марок ПВ3 и ПуГВ, с медной жилой и оболочкой из ПВХ. Нужное сечение провода следует выбирать исходя из возможности аварийной ситуации, например перегорания на линии. Проводник должен выдержать нагрузки и не вызвать перегрев мест соединения с устройством заземления.
После выбора проводника осуществляется защитное заземление установок — проводник надежно присоединяется к контуру заземления и соединяется при помощи болтов или сварки.
Электробезопасность: защитное заземление и зануление
- Электробезопасность: защитное заземление
- Зануление электроприборов
Безопасность при использовании электроприборов в значительной степени обеспечивается правильностью их конструкции. Она должна учитывать характер движения электротока по цепям техники, который предполагает использование специальных схем снижения вероятности поражения электричеством. В их число входят:
- защитное заземление;
- зануление электроприборов.
Порядок организации соответствующих схем регулируется специальными нормативными документами. Одним из основных правовых актов в этой области является межгосударственный стандарт ГОСТ 12.1.030-81. Действие данного документа распространяется на приборы, имеющие частоту до 400 Гц. Он подлежит применению в отношении аппаратов постоянного и переменного электротока.
Электробезопасность: защитное заземление
Метод заземления представляет собой целенаправленное соединение электроустановки с землей в целях снижения разности потенциалов, которые могут представлять опасность для жизни людей. Заземление организуется для тех элементов и деталей конструкции, которые могут оказаться под напряжением в силу технологических особенностей прибора или в случае его неисправности. Механизм заземления включает в себя специальное устройство, называемое заземлителем, и проводов, используемых для заземления. В совокупности они обеспечивают снижение интенсивности электротока до величины, которая является безопасной для здоровья и жизни человека. В современных электрических установках применяются два основных типа заземления:
- естественные, которые используют созданные для других целей крупные конструкции, имеющие хороший контакт с землей. К ним относятся, например, металлические элементы зданий, трубопроводы и другие объекты;
- искусственные, которые были созданы специально для обеспечения необходимого уровня заземления в рассматриваемом электроприборе.
При выборе заземляющего устройства необходимо учитывать величину его сопротивления, которая должна обеспечивать эффективное заземление для данного типа техники.
Зануление электроприборов
В отличие от защитного заземления в электробезопасности, зануление в 2015-2019 годах используется для тех частей приборов, которые при нормальной работе не находятся под напряжением. Однако в силу использования металлического сырья для их производства они могут проводить электроток при нарушениях в работе оборудования. Это создает опасность поражения током для работников, которые в этот момент могут оказаться в опасной близости от таких элементов или вступить с ними в непосредственный контакт.
Для минимизации такого риска используется механизм зануления. Он предполагает намеренное соединение указанных деталей техники с нулевым проводником, который обеспечивает снижение разницы потенциалов до безопасного уровня. Для срабатывания механизма используются различные типы устройств, основными из которых являются:
- автоматическая выключающая аппаратура;
- защитные предохранители, принцип действия которых основывается на расплавлении специальной вставки из легкоплавкого материала.
Эффективность зануления и заземления в электробезопасности
При правильной организации схем зануления и заземления вероятность поражения электротоком в процессе работы с электрооборудованием минимизируется. Вместе с тем, с учетом риска неверной компоновки элементов таких схем или выхода их из строя работники должны в дополнение к ним использовать средства индивидуальной защиты.
Защитное заземление и защитное зануление
Вопросы электробезопасностиЗащитное заземление и зануление, а также другие технические устройства и способы применяют для защиты от поражения электрическим током и обеспечения условий отключения при повреждении изоляции электроустановок.
Защитным заземлением называется электрическое соединение металлических частей электроустановки с заземлителем (рис. 19.1).
Заземлителем называют металлические детали, углубляемые в землю, изготовляемые, как правило, из низкоуглеродистой стали различного профиля: уголок, полоса, прут и др. Заземлители в виде штырей, забиваемые в землю, называют электродами. Они могут быть одиночными или групповыми. Групповые электроды электрически соединенные общей полосой образуют заземляющий контур.
Заземление снижает до безопасного значения напряжение прикосновения человека, поскольку человек оказывается при повреждении изоляции включенным в электрическую цепь параллельно заземлителю, сопротивление которого по сравнению с сопротивлением человека значительно меньше. Это существенно снижает величину тока 1ц, протекающего через человека, коснувшегося поврежденной установки.
Различают заземление в системах с изолированной нейтралью (рис. 19.1, а) и с глухозаземленной нейтралью (рис. 19.1, б).
Занулением называется преднамеренное соединение частей электроустановок, нормально не находящихся под напряжением, с глухо заземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухо заземленным выводом источника однофазного тока, с глухо заземленной средней точкой источника постоянного тока. За-
Рис. 19.1. Схемы защитного заземления а) и зануления б) в трехфазной установке
нуление применяется в электроустановках напряжением до 1000 В.
Защитное действие зануления заключается в том, что при повреждении изоляции фазы или фаз установки возникает ток короткого замыкания 1#, который немедленно отключается защитным аппаратом.
Для электроустановок с занулением выполняется повторное заземление, заключающееся в присоединении металлических нетоковедущих частей установки к заземлителю (рис. 19.1, б).
Заземление и зануление следует применять:
1) при напряжении 380 В и выше переменного тока и 440 В и выше постоянного тока — во всех случаях;
2) при напряжении выше 42 В переменного тока и 110 В постоянного тока — в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках.
Заземление или зануление не требуется при напряжении до 42 В переменного тока и 110 В постоянного тока во всех случаях.
Заземлению или занулению подлежат:
1) корпуса электрических машин, аппаратов, трансформа торов, светильников и т.д.;
2) приводы электрических аппаратов;
3) вторичные обмотки измерительных трансформаторов;
4) корпуса щитов, шкафов управления, распределительных щитов, щитков освещения и т.д.;
5) металлические конструкции распределительных устройств, металлические кабельные муфты, металлические оболочки и
броня контрольных и силовых кабелей, стальные трубы электропроводок и др;
6) металлические корпуса передвижных и переносныхэлектроприемников;
7) металлические оболочки и броня силовых и контрольных кабелей и проводов напряжением до 42 В переменного и 110 В постоянного тока, проложенных на общих металлических конструкциях.
Наименьшие сечения заземляющих и нулевых защитных проводников в электроустановках напряжением до 1000 В приведены в табл. 19.4.1.
Таблица 19.4.1
Наименьшие сечения заземляющих и нулевых защитных проводников в электроустановках до 1000 В
Проводник | Медь, мм | Алюминий, мм |
Голые проводники при открытой прокладке | 4 | б |
Изолированные провода | 1.5 | 2,5 |
Заземляющие и нулевые жилы кабелей и многожильных проводов в общей защитной оболочке с фазными жилами | 1 | 2,5 |
Таблица 19.4.2
Наименьшие размеры стальных заземлителей и заземляющих
проводников
Наименование и форма | В зданиях | В наружных установках | В земле |
Круглые, диаметр, мм | 5 | 6 | 10 |
Прямоугольные: сечение, мм толщина, мм | 24 3 | 48 4 | 48 4 |
Угловая сталь, толщина полок, мм | 2 | 2,5 | 4 |
Газопроводные трубы, толщина стенок, мм | 2,5 | 2,5 | 3,5 |
Тонкостенные трубы, толщина стенок, мм | 1,5 | 2,5 | Не допускаются |
Важное значение при устройстве заземлений имеет учет сопротивлений грунтов. Значения удельных сопротивлений грунтов для величин их влажности 10—20 % и воды приведены в табл. 19.4.3.
Таблица 19.4.3
Приближенные значения удельных сопротивлений грунтов и воды, р,
Ом-м
Вид грунта | р, Ом*м | Вид грунта и воды | р, Ом*м |
Песок | 400-700 | Чернозем | 9-20 |
Супесок | 200—300 | Торф | 10-20 |
Суглинок | 40-150 | Речная вода (равнинная) | 50 |
Глина | 40 | Морская вода | 0,2 |
Садовая земля | 40 |
|
|
Сопротивление заземляющего устройства
Сопротивление заземляющего устройства должно быть не более:
1) в установках выше 1000 В с глухозаземленнои нейтралью 0,5 Ом с учетом естественных заземлителей;
2) в установках выше 1000 В с изолированной нейтралью — 125/I3 Ом для заземляющего устройства, используемого одновременно для установок до 1000 В, 250/15 Ом — только для установок выше 1000 В, где 13 — расчетный ток замыкания на землю;
3) в установках до 1000 В с глухозаземленнои нейтралью — 2, 4 и 8 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В. При удельном сопротивлении земли р более 10 Ом*м указанные нормы увеличиваются в отношении р/100, но не более десятикратного.
4) в установках до 1000 В с изолированной нейтралью — 4 Ома. При номинальных мощностях трансформаторов до 100 кВА — не более 10 Ом.
Переносные заземления
Переносные заземления служат для защиты людей, работающих на отключенных токоведущих частях, от поражения электрическим током от ошибочно поданного или наведенного в цепи напряжения. Технические данные переносных заземлений, используемые для работы в распределительных устройствах на напряжение до 1000 В (РУ) и на воздушных линиях на напряжение до 1000 В (ВЛ), представлены в таблице 16.4.4, а в 16.4.5—16.4.6 — типы переносных заземлений и оперативных изолирующих штанг, выпускаемых отечественной промышленностью.
Таблица 19.4.4
Технические данные переносных заземлений
Параметры | Для РУ | Дгя ВЛ |
Трехсекундный ток термической устойчивости, кА | 2,5 | 2,5 |
Длина соединительного провода между зажимами, мм | 1500 | 800 |
Длина заземляющего провода, мм | 2000 | 9000 |
Общая длина провода, мм | 5000 | 12200 |
Сечение провода, кв. мм | 16 | 16 |
Длина штанги с зажимом, мм | 1100 | 420 |
Масса комплекта, кг | 1,82 | 5,3 |
Таблица 19.4.5
Типы переносных заземлений для РУ и ЛЭП 0,4—10 кВ
Тип заземлителя | ЗПВЛ-1 | ПЗРУ-1 | ЗПВЛ-10 |
Напряжение, кВ | 1 | 1 | 10 |
Сечение заземляющего провода, кв. мм | 16 | 16 | 25 |
Предельный ток короткого замыкания, кА/с | 2/2,8 | 2/2,8 | 6/1 |
Количество зажимов | 5 | 3 | 3 |
Длина заземляющего спуска, м | 9 | 2 | 10 |
Количество штанг | 5 | 3 | 1 |
Длина штанги, м | 0,2 | 0,2 | 1,0 |
Таблица 19.4.6
Штанги оперативные изолирующие
Тип штанги | Рабочее напряжение, кВ | Масса |
ШО | ДО 10 | 1,0 |
Ш0-15М | до 15 | 1,2 |
ШОУ-15 | до 15 | 1,5 |
ШОУ-35 | 35 | 1,7 |
ШОУ-110 | 110 | 2,7 |
ШОУ-220 | 220 | 2,8 |
Более подробные сведения по материалам, изложенным в главе, читатель найдет в литературе [2, 17, 31, 33, 34, 35, 36, 46, 48].
Защитное заземление и защитное зануление электроустановок
Справочник.
Маньков В. Д., Заграничный С. Ф. «Защитное заземление и защитное зануление электроустановок» Политехника, 2005 год, 400 стр., ISBN 5-7325-0791-4; (6,75 мб. pdf + 4,14 мб. djvu)
В книге рассмотрены защитное заземление и защитное зануление, включая требования, предъявляемые к ним, к их составным элементам, к конструкции и эксплуатации. В отличии от аналогичных изданий справочник написан на основе измененных или вновь введенных в действие нормативно-технических документов по защитным мерам от поражения электрическим током. Учтены требования комплекса ГОСТов Р 50571 «Электроустановки зданий», а также требования ПУЭ 7-го издания, ПТЭЭП. Книга предназначена для специалистов электроэнергетиков, занимающихся эксплуатацией электроустановок, проектированием и монтажом, а также желающих самостоятельно изучать вопросы обеспечения электробезопасности.
Оглавление книги
Содержание
1. Общие требования к обеспечению безопасности электроустановок
2. Общие требования, предъявляемые к защитному заземлению и защитному занулению
3. Требования, предъявляемые к выполнению заземления и зануления
4. Устройство и применение заземления и зануления в электрических сетях и установках
5. Конструктивное исполнение заземляющих устройств
6. Эксплуатация заземляющих устройств и систем зануления
7. Расчет заземляющих устройств
Приложения:
Акт освидетельствования скрытых работ по монтажу заземляющих устройств и присоединений к естественным заземляющим устройствам
Протокол испытания заземляющего устройства
Акт осмотра и проверки состояния открыто проложенных заземляющих проводников
Протокол измерения сопротивления заземляющих устройств
Сроки контроля состояния заземляющих устройств
Классификация взрывоопасных зон
Технологическая карта. Измерение величины сопротивления заземляющего устройства и сопротивления заземляющего проводникаличины сопротивления цепи фаза—нулевой защитный проводник и проверка целостности нулевого провода
Протокол проверки автоматического отключения питания путем замера полного сопротивления цепи фаза—нулевой защитный проводник
Наибольшие значения сопротивлений ЗУ электроустановок и воздушных линий электропередач
Литература
СкачатьPDF СкачатьDJVU
Похожая литература
246
https://www.htbook.ru/ehlektrotekhnika/elektrobezopasnost/zaschitnoe-zazemlenie-i-zanuleniehttps://www.htbook.ru/wp-content/uploads/2019/01/zaschitnoe-zazemlenie-i-zanulenie.jpghttps://www.htbook.ru/wp-content/uploads/2019/01/zaschitnoe-zazemlenie-i-zanulenie.jpgЭлектробезопасностьсправочник,электробезопасность,ЭлектротехникаСправочник. Маньков В. Д., Заграничный С. Ф. ‘Защитное заземление и защитное зануление электроустановок’ Политехника, 2005 год, 400 стр., ISBN 5-7325-0791-4; (6,75 мб. pdf + 4,14 мб. djvu) В книге рассмотрены защитное заземление и защитное зануление, включая требования, предъявляемые к ним, к их составным элементам, к конструкции и эксплуатации. В отличии от…YakovLukich [email protected]Техническая литератураЧем отличается заземление от зануления? Защитное заземление. Зануление
Чем отличается заземление от зануления? Специалисты разобрались с этим вопросом. Все это — защитные меры от пиковых токов. Предусматривают работу по недопущению поражения электричеством человека и бытовых приборов. Названия разные, но все это — системы защиты.
Чтобы понять, в чем разница между заземлением и занулением, нужно знать назначение и принцип работы электрических устройств.
Принцип действия
Заземляющий контур электрической цепи – система проводов, соединяющая каждого потребителя, в обслуживаемой цепи, со специальным заземляющим контуром здания. При пробое на корпус прибора или утечке тока с поврежденной проводки, ток проходит по проводам к заземлителю.
Сопротивление заземления, как правило, выполняется меньше, чем сопротивление всей цепи. Поэтому ток течет по «легкому» пути и отводится с корпусов оборудования.
Занулением называется выполнение электрического соединения токопроводящих корпусов приборов с глухозаземленной нейтралью. При возникновении пиковых значений тока, его потенциал отводится, с помощью шины зануления, в специальную щитовую или на трансформаторную будку. Главное его назначение – в случаях пробоев и утечек напряжения на корпус оборудования, вызывается короткое замыкание, сгорают предохранители или срабатывают автоматические размыкатели цепи.
Это и есть главное отличие заземления от зануления. Заземляющий контур принимает на себя токи КЗ, зануление вызывает срабатывание предохранительных устройств.
Разберем подробнее работу систем защиты от воздействия электрического тока.
Особенности заземляющего устройства
Основной целью заземляющего контура является понижение потенциала при пробое на корпус и коротком замыкании, до безопасного значения. При этом, на корпусе оборудования понижается напряжение и сила тока, до безопасного уровня. На производстве заземляют корпуса электрооборудования, зданий и помещений от воздействия атмосферных токов.
При монтаже контура, в сети трехфазного тока не более 1000 В, применяют изолированную нейтраль. При больших уровнях напряжения сети, монтируется система с разными режимами нейтрали.
– это целая система, включающая в себя:
- заземлитель;
- заземляющие горизонтальные проводники;
- подводящие провода.
Заземлитель подразделяют на искусственный и естественный.
При возможности следует использовать естественный заземлитель:
- подземные трубопроводы водоснабжения. Но в этом случае, необходимо оборудовать трубопровод защитой от блуждающих токов;
- подключаются на металлоконструкции цехов и помещений;
- стальная или медная оплетка кабеля;
- трубопроводы в скважине.
По нормам ПУЭ запрещено подключать заземляющий контур на трубы отопления и с пожароопасными материалами.
При искусственном оснащении, заземляемое оборудование предохраняется путем изготовления контура в виде равностороннего треугольника из металлических штырей или уголков. Для щелочной и кислой почвы, рекомендуется использовать медный, оцинкованный заземлитель. Для изготовления контура в виде треугольника, необходимо углубиться в землю на 70 см.
Нельзя устанавливать групповые заземлители в пробуренные отверстия. Их необходимо забить в месте разметки, на глубину, не менее 2-х метров. Затем, соединяют заземлители в единую конструкцию с помощью отрезков стальной полосы.
Корпуса каждого прибора должны обязательно подключаться к системе защиты. При этом, нельзя подключать несколько потребителей последовательно, каждое устройство обязано обустраиваться линией подключения.
Теперь о главном – значение уровня сопротивления контура. В него суммируется сопротивления каждого прибора цепи и его проводов. При расчете сопротивления контура, следует учитывать уровень значения грунта, размеры и глубину забивания заземлителей. Необходимо учитывать температурные особенности региона обустройства контура.
Помните – при жаркой погоде, место установки следует заливать водой, почва при высыхании меняет уровень сопротивления.
При обслуживании сетей до 1000. В и мощности оборудования свыше 100 кВА – сопротивление контура не более 10 Ом. В бытовых сетях оптимальным значением будет 4 Ома. Напряжение при прикосновении должно быть меньше 40 В. Сети свыше 1000 В защищаются устройством с сопротивлением не более 1 Ома.
Это некоторые особенности и принцип действия заземления. Более подробно, вы можете ознакомиться в статьях по этой теме на сайте.
Особенности и принцип действия зануления
Назначение зануления — метод защитного устройства позволяет провести подключение корпусов оборудования и других деталей из металлов с нейтралью (нулевой защитный проводник). В условиях с заземленным защитным проводником и напряжением в сети не более 1000 В, используется схема зануления.
При пробое фазного тока на корпусе электроприборов и оборудовании происходит КЗ фазы. При этом, срабатывают автоматы защитного отключения тока и цепь размыкается. Этим и отличаются две защитные системы.
К приборам зануления относят:
- плавкий предохранитель;
- автомат отключения тока;
- встроенные в пускатели, тепловые реле;
- контактор с тепловой защитой.
Возникла ситуация пробоя фазного напряжения. При этом от корпуса электроустановки ток проходит по нейтрали на обмотку трансформатора. Затем, от него по фазе — на предохранитель. Плавкие предохранители сгорают от пиковых значений тока, в электрическую цепь прекращается подача напряжения.
При этом, ноль беспрепятственно проводит ток, позволяя сработать защите. Его прокладывают в безопасном месте, запрещается оснащать его дополнительными выключателями и другими устройствами. Значение уровня проводимости провода фазы должно быть наполовину больше нулевого проводника. Как правило, в этом случае используют стальные пластины, оболочки кабеля и другие материалы.
Зануляющие проводники проверяют на исправность при сдаче работ по подключению и проводке электроэнергии в здании, а также, через определенное количество времени, при пользовании электрической схемой. Не менее одного раза в период 5 — летнего срока, производятся замеры значений сопротивления всей цепи фазного и нулевого проводника на корпусах самого дальнего оборудования от щита электропроводки, а также самого мощного оборудования в помещении.
Защитное зануление, в некоторых случаях, может выполнять работу защитного отключения . При этом, отличаются эти 2-е защитных системы тем, что в случае защитного отключения цепи, его можно использовать в любых условиях, при различных режимах заземляющего проводника, показателей напряжения цепи. В таких сетях можно обойтись и без провода нулевого подключения.
Расчет зануления необходимо производить с учетом всех условий работы и принципа его действия.
Защитное отключение выполняют с использованием защитной системы, которая отключает электрооборудование автоматически. При возникновении аварийных ситуаций и угроз поражения и нанесения электротравм человеку, к таким ситуациям можно отнести:
- короткое замыкание фазного провода на корпус;
- повреждение изоляции электрической проводки;
- неисправности на заземляющем контуре;
- нарушения целостности зануляющих проводников.
Эта защитная система нередко используется при невозможности провести защитные системы заземления и зануления. Но на ответственных участках, возможна установка защитного отключения и как дополнительный контур защиты человека и оборудования от поражения токами утечки и короткого замыкания.
При этом, их подразделяют, в зависимости от величины тока на входе и изменений реакции защитных устройств, на несколько схем:
- наличия напряжения на корпусе оборудования;
- силу тока при замыкании на провод земли;
- напряжения или силу тока в нулевом проводнике;
- уровня напряжения на фазе относительно значения на проводе земли;
- устройства для постоянного или переменного тока;
- устройства комбинированные.
Все системы защиты и отключения подачи тока в сеть оснащаются автоматическими выключателями. В их конструкции предусмотрена установка специального оборудования защитного отключения. При этом, период времени для отключения сети не должен превышать 2-е десятые секунды.
В заключение разберем вопрос, который может задать начинающий электрик.
Взаимозаменяемость защитных систем
Можно ли установить зануление вместо заземления? На этот вопрос любой специалист ответит «да», но только в промышленном здании.
В жилом помещении применять такую схему защиты следует в очень редких случаях, и только в нежилых помещениях. Это обусловлено, в первую очередь, с неравномерной нагрузкой на провод фазы и нейтрали. При работе, на провода каждой фазы поступает одинаковая нагрузка, но по нейтрали общей цепи проходит достаточно малый ток. Каждому известно, что нельзя касаться фазы, но можно выполнять работу с нолем под нагрузкой.
При этом, сечение нулевого провода меньше провода фазы. При долгом использовании он окисляется на скрутках, нарушается слой изоляции при нагреве, в худшем случае он просто отгорит. При этом, напряжение фазы подходит к щитовой, затем, через провод ноля идет к потребителю. Корпуса приборов находятся под напряжением, повышается возможность поражения человека током.
Как советуют некоторые умельцы в Интернете, можно подвести к каждому бытовому прибору провода системы зануления, но это повлечет за собой значительные траты на проводку и последующий ремонт. Поэтому занулять источники в жилых помещениях нельзя.
Лучше в электрощите установить устройство защитного отключения и спокойно пользоваться бытовыми приборами. Каждое защитное устройство выполняет свое предназначение, при правильном расчете, монтаже и его использовании.
Даже опытные электрики иной раз затрудняются ответить на казалось бы простой вопрос: а в чём разница между заземлением и занулением ?
Замечательно объяснил суть заземления и зануления Михаил Ванюшин в своём видеокурсе , очень рекомендую всем электрикам к изучению.
Предлагаю все таки определиться что такое заземление, что такое зануление и выяснить что у них общего и что именно отличает эти понятия.
Как говорил товарищ Сталин- “Есть мнение” что:
Разница в физике защитного действия: заземление призвано снизить напряжение прикосновения до безопасных значений, а зануление должно вызвать срабатывание защиты и, таким образом отключить аварийную установку.
В большинстве случаев мы имеем дело с занулением, которое ошибочно называют заземлением.
Однако есть один нюанс: всё вышенаписанное относится к системам TN-..; если системы TT или IT, то там РЕ-проводник “живёт своей жизнью”.
А так как самая распространённая система заземления у нас является именно TN, то и рассуждать я буду исходя из применения именно систем типа TN.
Если строго говоря то понятие “заземление” согласно правил это только действие, то есть соединение с помощью заземляющего проводника- электродов заземляющего устройства с шиной ГЗШ (РЕ) . Тут правильнее говорить наверное “провод заземления” или “защитный нулевой проводник”.
Если мы речь ведем о РЕ-проводнике то понимаем, что у нас где то выполнено разделение PEN на РЕ и N и у нас обязательно есть ну по крайней мере должен быть контур повторного заземления в ВРУ. Там организована ГЗШ (ну или шина РЕ) куда и подключен ноль с вводного кабеля (PEN- проводник).
В этом случае у нас все токопроводящие части заземлены. А может занулены? Или это одно и тоже?
Давайте разберемся что такое понятие “зануление” . Я сейчас по памяти попытаюсь сформулировать это понятие как я его понимаю, если не прав то вы друзья- коллеги электрики меня поправите.
Зануление — это преднамеренное соединение (то есть не аварийное, а мы специально соединяем) всех токопроводящих частей электроустановки с глухозаземленной нейтралью источника питания, то есть трансформатора, причем именно трехфазного трансформатора, так как у однофазного естественно никакой нейтрали нет.
А приходит к нам в ВРУ или щит учета эта нейтраль именно по PEN-проводнику, к которому есть определенные требования.
То есть для зануления нам надо все токопроводящие части нашего дома или квартиры, а это корпуса электроприборов там например стиралки или компа или холодильника- соединить с этим PEN-проводником. Ну если у нас электропроводка трехпроводная, то естественно что мы соединяем желто-зеленым проводом РЕ с PEN-проводом в ЩУ который у нас как мы помним прикручен на ГЗШ или шину РЕ.
Так получается что это одно и то же что заземление что зануление?? В обоих приведенных мною примерах схема получается абсолютно одинаковая!
Значит это как говаривали раньше- “Говорим партия подразумеваем Лениин, говорим Ленин подразумеваем партия” так и у нас тут получается говорим , подразумеваем зануление , говорим зануление — подразумеваем ?
Разницы то получается совсем никакой и нет?
Достал тут из своих закромов ПУЭ-6 от 1985 года и что там нарыл по данному вопросу.
п.1.1.32: Безопасность обслуживающего персонала и посторонних лиц должна обеспечиваться путем:
-применения двойной изоляции
-соблюдения соответствующих расстояний до токоведущих частей или путем закрытия, ограждения токоведущих частей
-применения блокировки аппаратов и ограждающих устройств для предотвращения ошибочных операций и доступа к токоведущим частям
-надежного и быстродействующего автоматического отключения частей электрооборудования, случайно оказавшегося под напряжением, и поврежденных участков сети, в том числе защитного отключения
-заземления или занулениякорпусов электрооборудования и элементов электроустановок, которые могут оказаться под напряжением вследствии повреждения изоляции
-применения разделительных трансформаторов
-применения напряжения 42 В и ниже переменного тока частотой 50Гц и 110 В и ниже постоянного тока
-применение предупреждающей сигнализации, надписей и плакатов;
-применения устройств, снижающих напряженность электрических полей;
-использование средств защиты и приспособлений, в том числе для защиты от воздействия электрического поля в электроустановках, в которых его напряженность превышает допустимые нормы.
Важные для нас моменты выделил жирным .
То есть в старых правилах небыло такого понятия как прямое или косвенное прикосновение, а речь велась просто о безопасности людей, в случае ухудшения или повреждения изоляции поврежденный участок должен был обязательно автоматически отключен, а электроустановка должна быть заземлена или занулена.
Переходим к главе 1.7 “Заземление и защитные меры электробезопасности”
Вот определение заземления по ПУЭ-6:
п.1.7.6: Заземлением какой либо части электроустановки или другой установки называется преднамеренное электрическое соединение этой части с заземляющим устройством.
п.1.7.7: Защитным заземлением называется заземление частей электроустановки с целью обеспечения электробезопасности .
Отличие от ПУЭ-7 в том, что в новых правилах добавлено что заземление- это преднамеренное соединение какой либо точки сети , а в остальном осталось по старому.
А сейчас самое важное- определение зануления по ПУЭ-6:
п.1.7.9: Занулением в электроустановках до 1кВ называется преднамеренное соединение частей электроустановки, нормально не находящихся под напряжением , с глухозаземленной нейтралью трансформатора или генератора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с глухозаземленной средней точкой источника в сетях постоянного тока.
Отличие этого определения от определения зануления по новым ПУЭ-7 заключается во первых в том, что в новых правилах зануление названо защитным занулением , а не просто занулением как в ПУЭ-6, а во вторых в новых ПУЭ нет слов “нормально не находящихся под напряжением”.
Больше отличий между старыми и новыми ПУЭ нет! То есть это в принципе осталось как и раньше- все токопроводящие корпуса электроприемникой соединяются с глухозаземленной нейтралью источника тока, например в этажном щите раньше присоединяли к нулевой жиле вводного кабеля.
По ПУЭ-6 не было таких определений как PEN, PE, и N- проводники, а было просто нулевой защитный и нулевой рабочий проводник, а в п.1.7.18 было уточнение что:
“В электроустановках до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью нулевой рабочий проводник может выполнять функции нулевого защитного проводника”
Отличие в определении нулевого защитного проводника между ПУЭ-6 и ПУЭ-7 заключается в том, что по ПУЭ-6 этот проводник соединяет с глухозаземленной нейтралью “зануляемые части” в электроустановках, а в ПУЭ-7 защитный нулевой проводник соединяет с глухозаземленной нейтралью трансформатора “открытые проводящие части электроустановки” .
Вот эти определения:
ПУЭ-6 п.1.7.17: Нулевым защитным проводником в электроустановках до 1кВ называется проводник, соединяющий зануляемые части с глухозаземленной нейтралью трансформатора или генератора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с глухоаземленной средней точкой в источнике постоянного тока.
ПУЭ-7 п.1.7.34: Защитный (РЕ) проводник- проводник, предназначенный для целей электробезопасности.
Защитный заземляющий проводник- защитный проводник, предназначенный для защитного заземления.
Защитный проводник уравнивания потенциалов- защитный проводник, предназначенный для защитного уравнивания потенциалов.
Нулевой защитный проводник- защитный проводник в электроустановках до 1кВ, предназначенный для присоединения открытых проводящих частей к глухозаземленной нейтрали источника питания.
Заслуживает внимание в ПУЭ-6 тот момент, что запрещалось использовать электроустановки без зануления:
п.1.7.39: В электроустановках до 1кВ с глухозаземленной нейтралью или глухозаземленным выводом источника однофазного тока, а так же с глухозаземленной средней точкой в трехпроводных сетях постоянного тока должно быть выполненно зануление .
Применение в таких электроустановках заземления корпусов электроприемников без их зануления не допускается .
Так же по старым правилам разрешалось использовать нулевой рабочий провод для зануления, об этом говорит п.1.7.73:
“В качестве нулевых защитных проводников должны быть в первую очередь использованы нулевые рабочие проводники …”
Однако это не означало что это можно было для переносных электроприемников, об этом четко говорил п. 1.7.82:
“Не допускается использовать в качестве нулевых защитных проводников нулевые рабочие проводники, идущие к переносным электроприемникам однофазного и постоянного тока. Для зануления таких электроприемников должен быть применен отдельный третий проводник , присоединяемый во втычном соединителе ответвительной коробки, в щите, щитке, сборке и т.п. к нулевому рабочему или нулевому защитному проводнику.”
Еще в старых ПУЭ-6 был интересный пункт 1.7.84, согласно которому можно было использовать рабочий нулевой провод осветительной линии для зануления электрооборудования, питающегося от других линий.
То есть можно было тупо найти нулевой провод от светильника и использовать его для зануления корпусов электрооборудования, правда при этом должны были выполняться следующие условия указанные в этом пункте:
“п.1.7.84: Нулевые защитные проводники линий не допускается использовать для зануления электрооборудования, питающегося по другим линиям.
Допускается использовать нулевые рабочие проводники осветительных линий для зануления электрооборудования, питающегося по другим линиям, если все указанные линии питаются от одного трансформатора, проводимость их удовлетворяет требованиям настоящей главы и исключена возможность отсоединения нулевых рабочих проводников во время работы других линий
.
В таких случаях не должны применяться выключатели, отключающие нулевые рабочие проводники вместе с фазными”
Если говорить о жилых помещениях, то п.7.1.59 пояснял что должно было зануляться по старым правилам:
“п.7.1.59: В жилых и общественных зданиях должны зануляться металлические корпуса стационарных электрических плит, кипятильников и т.п., а так же переносных бытовых электрических приборов и машин мощностью более 1,3кВт и металлические трубы электропроводок.
Для зануления корпусов стационарных однофазных электрических плит, бытовых кондиционеров воздуха, электрополотенец и т.п., а так же переносных бытовых приборов и машин мощностью более 1,3кВт должен прокладываться от стояка, этажного или квартирного щитка отдельный проводник сечением, равный сечению фазного проводника.
Этот проводник присоединяется к нулевому защитному проводнику питающей сети перед счетчиком (со стороны ввода) и до отключающегося аппарата (при его наличии).”
Однако перемычку с рабочего нуля на заземление для электроплиты и по старым правилам запрещено было делать!- вот этот пункт:
п.7.1.60: Зануление трехфазной электроплиты следует осуществлять самостоятельным проводником, начиная от группового щитка (распределительного пункта). Использование нулевого рабочего проводника для зануления трехфазной электроплиты запрещается .
Итак, сейчас можно сделать некоторые выводы.
1. И заземление и зануление выполняется в целях электробезопасности.
2. Такие понятия как заземление и зануление были как в старых правилах ПУЭ-6 так и в новых ПУЭ-7.
3. Зануление от заземления отличается тем, что при занулении мы соединяем заземляемые части не только с заземляющим устройством, но и с глухозаземленной нейтралью источника тока.
То есть если у нас электропроводка в доме сделана по новым правилам, есть разделение на РЕ и N, то подключая корпус электрообогревателя к шинке РЕ мы таким образом и заземляем и зануляем ! Так как в итоге шинка РЕ все равно соединена у нас или в ВРУ или в щите учета с PEN- проводом на вводе в дом. А PEN- проводник в свою очередь соединяется с глухозаземленной нейтралью трансформатора на подстанции.
Вот и получается что это одно и тоже понятие- защитное заземление и защитное зануление .
Говорим- заземление, подразумеваем зануление, говорим зануление, подразумеваем заземление
У некоторых может возникнуть вопрос- ну если это одно и тоже, тогда для чего мы вообще делаем зануление, то есть соединяем заземляемые части с глухозаземленной нейтралью трансформатора?
Отвечаю: это делается для того, что бы при замыкании фазного провода на корпус электроприбора возник ток короткого замыкания и его значение было очень высоким, таким что бы его значения хватило для срабатывания защиты- автоматического выключателя.
Сами представьте- при замыкании фазы источника питания на свою же глухозаземленную нейтраль этот источник замыкается накоротко, то есть сам на себя или что бы было еще понятнее- на минимальное сопротивление нагрузки, а раз нагрузки нет то и ток короткого замыкания стремится практически к бесконечности и ограничивается только активным внутренним сопротивлением самого трансформатора и соединительных проводов.
Поэтому например при нагрузке в 25 ампер ток короткого замыкания в электропроводке может достигнуть и 500 и 1000 ампер, что вполне достаточно для срабатывания автоматического выключателя.
Автомат с характеристикой “С” (самый распространенный) отключается при КЗ с кратностью в 5-10 от номинального тока, то есть например автомат на 25 ампер отключится при от 125 до 250 и выше ампер, а если ток КЗ будет 500 ампер то этот автомат надежно сработает и отключит поврежденный участок, так как этого значения более чем достаточно для срабатывания электромагнитного расцепителя автомата.
А что будет если зануление не делать, а просто соединить с заземляющим устройством, спросите вы. А вот тогда тока короткого замыкания мы можем и не получить и наш защитный автомат просто напросто не отработает и не отключит поврежденный участок что может привести не только к выходу из строй электрооборудования, электропроводки, но и к пожару…
Дело в том, что сопротивление заземляющего устройства очень велико, по крайней мере значительно выше внутренного сопротивления источника тока- трансформатора со всеми присоединенными проводами.
В этом случае при замыкании фазного провода на корпус электроприбора ток будет стекать через заземляющее устройство в землю и при этом значение электрического тока увеличится незначительно (ну если конечно у вас заземлитель не глубоководная скважина с сопротивлением меньше 1 Ома )
Допустим у вас контур повторного заземления сопротивлением в 10 Ом, тогда ток будет протекать:
I=U/R=230:10=23 ампера
Даже автомат на 16 ампер при таком токе отключится далеко не сразу, а может и вовсе не отключиться и это при том что автомат будет совершенно исправный, просто он устроен так, что этого значения тока ему недостаточно для отключения. Согласно ГОСТу автомат должен выдерживать ток 1,42 от номинального в течении часа и не отключаться, а для этого автомата это и получается:
16*1,42=22,72 ампер
Вот и получается что без зануления вроде и повреждение будет (замыкание фазы на корпус) и защитная аппаратура будет исправная, а поврежденный участок автоматически не отключится , что прямо противоречит требованиям ПУЭ-7.
Буду рад вашим комментариям, если есть какие то технические вопросы- то прошу задавать их на форуме, именно там я отвечаю на вопросы- .
Подписывайтесь на мой канал на Ютубе !
Свежее видео с канала “Советы электрика”:
Смотрите еще много видео по электрике для дома!
Узнайте первыми о новостях сайта!
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 .
Содержание:С того времени, когда было открыто электричество, люди множество раз ощущали на себе его неприятное и опасное воздействие. Очень скоро стало понятно, что практическое использование тока невозможно без защитных систем. Поэтому были разработаны всевозможные мероприятия, в том числе . Они широко используются в промышленности и схемах электроснабжения жилых зданий. Формы их применения и основные функции во многом совпадают, однако их применение строго разграничено. В связи с этим, нужно хорошо представлять себе, чем отличается заземление от зануления.
Защитное заземление
Чаще всего безопасность электрических приборов и установок обеспечивается путем устройства защитного заземления. Принципиальная схема данных устройств заключается в принудительном соединении электроустановок с землей, обладающей значительной электрической емкостью. В аварийной ситуации фазовое напряжение мгновенно отводится с корпуса оборудования.
Качество заземления находится в зависимости от величины сопротивления, которое должно быть у конструкции отводящей цепи. Требования к устройству заземления для каждого объекта точно определяются в ПУЭ.
В большинстве жилых домов заземление оборудуется централизованно, что позволяет без всяких опасений подключать любые электроприборы и установки. Более сложный и трудоемкий процесс устройства защиты можно наблюдать в загородных домах.
На этих объектах заземлители изготавливаются из металлических профилей или стержней. С помощью заземляющего проводника они соединяются со всеми приборами, имеющимися в частном доме. Чтобы снизить сопротивление в заземляющих цепях, практикуется использование контурных металлических систем, размещаемых на большой глубине. Величина заглубления и конструкция контура зависит от применяемых материалов и технических характеристик электрооборудования.
Защитное зануление
Система защитного зануления представляет собой один из видов заземления. В данном случае все детали электроустановок, способные проводить ток, подключаются к нулевому проводнику. Само заземление непосредственно соединяется с нейтралью трансформатора, расположенного на подстанции.
Когда наступает аварийная ситуация и фазовое напряжение попадает на корпус, это приводит к обычному короткому замыканию. В результате, срабатывают защитные устройства, расположенные в . Поэтому зануление можно смело отнести к наиболее эффективным защитным системам.
Отличия заземления от зануления
В системах заземления вывод избыточного тока и напряжения осуществляется напрямую в землю. Для этого используется специальная система отведения, в конце которой устанавливается заземляющий контур треугольной конфигурации. Для его изготовления используются мощные металлические конструкции, соединенные сваркой. Заземление должно снижать опасный уровень напряжения во время соприкосновения с электроустановкой. На эффективность данного вида защиты влияет качество исполнения и конструктивные особенности заземляющего контура.
Во многих электроустановках имеется большое количество частей и элементов, которые по характеру выполняемых действий не должны находиться под напряжением. Именно к ним подключается нейтральный нулевой провод. В случае касания этими частями фазного провода наступает резкое возрастание тока. Происходит обычное короткое замыкание, при котором электроустановка мгновенно отключается от сети. В этом и заключается ответ на вопрос, чем отличается заземление от зануления. Нулевой провод имеет значительно меньшее сопротивление, чем заземляющий контур. По этой причине и наступает замыкание, которое отсутствует у заземления.
В электротехнике защитное заземление и зануление имеет разное значение. Люди не знакомые с определениями этих понятий ошибочно полагают, что они имеют отношение к выполнению одинаковых функций. В статье пойдет речь об отдельном определении каждого понятия, а также выведения их основных различий.
Прежде чем дать ответ на вопрос, чем отличается заземление от зануления, рассмотрим каждое понятие отдельно. Заземление – это специальное соединение электроустановок с землей. Цель этого соединения является снижение резкого скачка напряжения в электрической сети. Оно используется в той цепи, где нейтраль будет изолирована. Когда будет установлено подходящее заземляющее оборудование, то избыточный ток, который поступает в сеть, будет уходить в землю по отводящим контактам. Сопротивление этой части должно быть относительно низким, чтобы ток был поглощен без остатка.
Также функция защитного заземления электроустановок позволяет увеличить объем аварийного тока замыкания, несмотря на то, что это противоречит его назначению. Заземлитель с большим сопротивлением слабый ток замыкания может не воспринять, только со специальными защитными приборами. В таком случае, когда будет аварийная ситуация, установка будет под напряжением, что может представлять большую опасность для здоровья человека в этом помещении. Назначение защитных электроустановок также рассчитано на отведение блуждающего тока в электрической сети.
Заземлитель является особым проводником, который может состоять из одного или нескольких элементов. Обычно они соединены между собой электропроводящим материалом и заключены в землю, которая поглощает проходящий заряд. В качестве заземляющих проводников может использоваться сталь и медь. По нормам ПУЭ данная мера защиты в обязательном порядке должна делаться в современных жилых домах, а также рабочих помещениях, заводах, в общественных заведениях и других зданиях различного назначения.
В большинстве домов современного образца установлены схемы заземления. Однако их может не быть в старых зданиях. В такой ситуации специалисты рекомендуют заменить проводку трехжильным кабелем с заземляющим проводом, подключив защитную электроустановку. Бывают ситуации, когда нет возможности сделать монтаж полноценного заземляющего контура. В современной электротехнике может использоваться специальное портативное оборудование – переносной заземляющий штырь (шина). Их действие соответствует стандартному заземляющему устройству жилых домов или отводов. Такое устройство имеет хорошее практическое значение, легко подвергается монтажу и переноске, починке, а также имеет широкий функционал.
Функцию заземления могут выполнять несколько самостоятельных групп защитного оборудования. Грозозащитные. Они служат для того, чтобы быстро отводить импульсный высокий заряд от молнии. Зачастую их применение необходимо в разрядниках и современных молниеотводах. Рабочие. Такая группа позволяет поддерживать в нужном режиме работу всех электроустановок при разных условиях (нормальные и аварийные).
Защитные. Данная группа оборудования нужна для предотвращения прямого контакта людей и животных с электрическим зарядом, который возникает в результате механического повреждения фазы в проводе. Они позволяют предотвратить множество несчастных случаев, которые могли бы быть, если проблемы с силовой линией не были замечены своевременно.
Заземлители условно разделены на искусственные и естественные. Искусственные электроустановки представляют собой специальные конструкции, которые делаю специально для того, чтобы увести избыточный ток сети в землю, обеспечив защиту своему дому. Их могут производить на заводе или делаться самостоятельно, используя стальные элементы.
Естественными заземлителями является грунт, фундамент под зданием или же дерево возле дома.
Видео «В чем отличия»
Понятие зануления
Занулением может называться соединение отдельных металлических деталей, которые не находятся под воздействием постоянного напряжения, либо с заземленной нейтралью понижающего источника трехфазного тока, либо при заземленном генераторе однофазного тока. Таким образом, высокие скачки напряжения будут отводиться к трансформатору или к отдельному щитку для поглощения. Обычно зануление делается в электроустановках с заземленной нейтралью. Оно позволяет при пробое изоляционного слоя на проводе и коротком замыкании быстро сработать автоматическому выключателю или отреагировать другому защитному оборудованию.
Достаточно часто устанавливают дополнительные устройства защитного отключения. Они будут срабатывать при разной силе тока по фазе и «нулю» силового провода. Такое оборудование может быть установлено вместе с автоматическим выключателем. В таком случае, после пробоя жилы может одновременно сработать оба устройства или же сработает элемент более быстрого действия.
Обычно зануление применяется по правилам устройства электроустановок для промышленного оборудования. Данный вид защиты не является гарантом безопасности здания. Если поврежденная фаза попадет на внешнюю часть устройства, тогда ток никуда не уйдет. Впоследствии произойдет сопряжение сразу двух фаз, что приводит к короткому замыканию в электрической сети. Зануление не создает защиту от тока для человека. Условно это специфический индикатор неполадки или повреждения силовой линии, который предупреждает возгорание при коротком замыкании.
В жилых домах и квартирах совсем не обязательно делать зануление, так как это наоборот может иметь ряд негативных последствий. Например, если в кабеле сгорит нулевая жила, то большинство бытового оборудования и техники также сгорит. Это связано с резким скачком высокого напряжения в электрической сети.
Главные отличия
В первую очередь нужно отметить, что зануление и заземление имеют совершенно разное назначение и действие. Основная разница этих защитных мер – это их назначение.
Заземление служит более эффективным и надежным способом защиты жилого дома от скачка напряжения, чем метод зануления. Различие в их назначении, позволяет выбрать из них тот способ предохранения, который больше подходит в конкретной ситуации. Можно сразу сделать в жилом доме оба варианта защиты. Однако следует отметить, что обычно предпочтение отдают именно заземлению, считая, что этот метод необходим в любом случае.
Заземление позволяет создать защиту сети, быстро снизить напряжение переменного тока в сети до нормального стабильного значения. Тогда как зануление будет способствовать более быстрому отключению цепи, которая была под напряжением, где фактически произошел сбой на линии. Также большой разницей является тот факт, что способы их монтажа имеют разную степень сложности.
Создание зануления в жилом доме, и подключение специального оборудования требует более глубоких познаний об электротехнике. Чтобы этот метод защиты сработал правильно, нужно сделать все правильно. Определить точку зануления очень важно, так как в противном случае могут быть негативные последствия. При достаточно следовать четким указаниям или инструкциям. Их конструкция достаточно простая.
Способ заземления не имеет зависимости от фазности электрических приборов и различных устройств, так как они имеют одинаковую схему установки. Также схемы создания заземления имеют большее разнообразие, в отличие от зануления, что позволяет подобрать более подходящий вариант в конкретной ситуации. Еще одно их различие заключается в том, что заземление направлено обеспечивает выравнивание потенциалов, а зануление реагирует на такое изменение обесточиванием сети.
Символы заземления — в журнале соответствия
Имея различные обозначения для обозначения клемм заземления, как узнать, какой именно символ следует использовать? Международные стандарты — это то, что вам нужно, и в этой колонке будут описаны передовые методы использования символов и обозначений заземления.
Символы заземленияОпределение клеммы заземления имеет решающее значение для обеспечения правильного использования и безопасного обслуживания проектируемых вами продуктов.Фактические символы, используемые для обозначения клемм заземления, можно найти в IEC 60417 . Графические символы для использования на оборудовании (рисунок 1).
Рисунок 1: Символы заземления IEC 60417
Вот точные определения IEC для каждого символа:
№ 5017 Земля (земля): Для идентификации клеммы заземления в случаях, когда ни символ 5018, ни 5019 явно не указаны.
№5018 Бесшумная (чистая) земля (земля): Для определения бесшумной (чистой) клеммы заземления (заземления), например специально разработанной системы заземления, чтобы избежать неисправности оборудования.
№ 5019 Защитное заземление: Обозначает любую клемму, которая предназначена для подключения к внешнему проводнику для защиты от поражения электрическим током в случае повреждения, или клемму электрода защитного заземления (заземления).
№5020 Рама или шасси: Для обозначения терминала рамы или шасси.
Использование символовКогда дело доходит до того, чтобы знать, где наносить эти символы заземления, вам следует обратиться к IEC 60204 Безопасность машин — Электрооборудование машин — Часть 1, 2005. 1 В этом стандарте говорится следующее о символах заземления (выдержки из разделов 4.4.2 и 8.2.6). (Показано справа в таблице 1.)
4.4.2 Электромагнитная совместимость (ЭМС) Для повышения устойчивости оборудования к кондуктивным и излучаемым радиочастотным помехам принимаются следующие меры: — подключение чувствительных электрических цепей к шасси. Такие выводы должны быть промаркированы или помечены символом IEC 60417-5020: .— подключение чувствительного электрического оборудования или цепей непосредственно к цепи защитного заземления или к функциональному заземляющему проводу (FE) (см. Рисунок 2) для минимизации синфазных помех.Эта последняя клемма должна быть помечена или помечена символом IEC 60417-5018: . Точки подключения защитного проводника не должны иметь никакой другой функции и не предназначены, например, для присоединения или соединения приборов или частей. Каждая точка подключения защитного проводника должна быть промаркирована или промаркирована как таковая с использованием символа IEC 60417-5019 или букв PE, предпочтительно графического символа, или использования двухцветной комбинации ЗЕЛЕНО-ЖЕЛТЫЙ или любой их комбинации. . |
Обратите внимание на предпочтение использования символа 5019 в последней цитате перед использованием букв «PE». Я считаю, что это было сделано для того, чтобы сохранить полностью символический язык для идентификации компонентов, а не использовать буквы, которые плохо переводятся на другие языки. ИСО и МЭК создают глобальный язык безопасности и идентификации, и использование слов или букв в качестве символов может подорвать эту цель.
С точки зрения США, вы можете подумать об этом в Национальном электротехническом кодексе NFPA 70-2011. Не надо. Совет этого кода по использованию наземных символов бесполезен, потому что они показывают иллюстрацию неправильно нарисованного символа (см. Рисунок 2 — обратите внимание, как вертикальная полоса касается круга). Код NFPA 70 указывает, что это «информационная записка» и что это «один из примеров символа, используемого для обозначения точки подключения заземляющего проводника оборудования».Эти слова заставляют задуматься о других символах, которые могут существовать, а также о том, где и как их лучше всего использовать. Ясно, что IEC 60204 более полезен по этой теме.
Рисунок 2: Неправильный чертеж IEC 5019, как показано в Национальном электротехническом кодексе NFPA 70-2011 .
Наука, лежащая в основе дизайна и удобочитаемостиЗдесь следует сделать последнее замечание. Будь то символ безопасности или символ функции / управления, есть наука в создании значков, которые сообщают друг другу.ISO и IEC разработали тщательно определенный набор правил для рисования различных типов символов. Комитеты ISO и IEC, отвечающие за функциональные / контрольные символы, используют тщательно разработанный шаблон (рисунок 3) и рекомендации по ширине линий, чтобы гарантировать, что их стандартизированные символы нарисованы с использованием общих принципов дизайна и постоянного визуального веса для обеспечения разборчивости и удобочитаемости.
Тема следующего выпуска будет посвящена использованию знаков безопасности, чтобы сообщить, как пользователи должны читать и понимать руководства к вашему продукту, прежде чем использовать или обслуживать ваш продукт.
Рисунок 3: МЭК 5019, нарисованный на шаблоне чертежа функционального / управляющего символа ИСО / МЭК.
Для получения дополнительной информации о знаках и символах безопасности посетите сайт www.clarionsafety.com.
Примечание- Версия IEC этого стандарта почти идентична европейской версии EN 60204. Для инженеров, строящих оборудование, обратите внимание, что в ноябре 2011 года Европейская комиссия признала, что 60204 «гармонизирован» с Директивой по машинному оборудованию 2006/42 / EC.Это означает, что вы можете использовать 60204 для выполнения требований по электробезопасности, чтобы соответствовать цели Директивы по машинному оборудованию, что является важным аспектом для получения знака CE.
В чем основное различие между заземлением и заземлением? Вот ответ
Следует предусмотреть с осторожностью, чтобы электрические и электронные символы были идентифицированы, чтобы разработанное вами изделие использовалось в полной мере, правильно и безопасно при обслуживании.Термины «Заземление» и «Заземление» взаимозаменяемы, поэтому их вполне естественно перепутать. Сегодня мы разбираем для вас термины и символы.
Символ «земли» (Power Ground), чтобы представить сетку, прикрепленную к нулю универсального опорного напряжения, всегда была стопка из трех горизонтальных линий убывающих по длине вниз. Также теперь есть символ, представляющий открытый треугольник, указывающий вниз (сигнальная земля), а также символ с чем-то похожим на подметальную машину, горизонтальную линию с тремя диагональными линиями, расположенными относительно вниз (земля).Земля Земля представляет собой соединение с землей в таких местах, как водопроводные трубы, и представляет собой безопасную передачу молнии на землю.
Источники: Electronics Stack ExchangeРанее он также широко использовался в схемах радиопередачи как средство нейтрализации антенных схем. Более низкие частоты, используемые в то время, могли использовать заземляющие соединения для эффективной радиопередачи, однако для частот гигагерца, используемых сегодня, заземляющий провод будет иметь достаточную индуктивность, чтобы сделать попытку заземления бессмысленной.Небольшие электрические поля вокруг антенн можно уравновесить с помощью металла внутри печатных плат устройств. В случае силовой проводки «заземление» по-прежнему имеет потенциал в безопасных соединениях, где прерыватель или предохранитель могут предотвратить протекание тока в первичной проводке от металлической части устройства в случае короткого замыкания.
Мы ссылаемся на международные стандарты, упомянутые в IEC 60204 Безопасность машин — Электрооборудование машин — Часть 1, 2005. Разделы, объясняющие символы, также даны здесь для справки.
4.4.2: Электромагнитная совместимость (ЭМС)
№ 5017 Земля (земля): Для обозначения клеммы заземления в целом, если не используются более конкретные символы заземления, такие как 5018 или 5019.
Источники: In Compliance Magazine№ 5020 Рама или шасси: Для защиты оборудования от кондуктивных и излучаемых радиочастотных помех, также называемых «заземлением».”
Источники: В журнале Compliance Magazine№ 5018 Бесшумная (чистая) земля (земля): Для обнаружения бесшумной клеммы заземления, такой как клемма специально разработанной системы заземления для предотвращения сбоев в работе оборудования или ограничения синфазных помех.
Источники: Журнал соответствия
8.2.6: Точки подключения защитного проводника
№ 5019 Защитное заземление: Защитный провод соединяет две точки в приборах или частях, не более того.Точки подключения должны быть помечены зеленым и желтым для четкой идентификации. Символы обычно используются для обозначения клемм, предназначенных для подключения внешних проводов, или клеммы заземления для предотвращения поражения электрическим током.
Источники: в журнале Compliance MagazineТермин «Земля» используется в Америке, а термин «Земля» используется в других англоязычных частях мира.
Кредиты: Quora
Вы говорите картофель, я говорю помидор?
В документах Международной электротехнической комиссии (МЭК) для описания электрического потенциала между фазными проводниками и землей используется совершенно другая номенклатура, чем в Национальных электротехнических правилах ( NEC ) .NEC относится к электрическому потенциалу между фазными проводниками и обычно нетоковедущими металлическими частями оборудования в качестве заземления. Однако заземление, которое обычно можно принять за синоним, встречается все чаще, поскольку оборудование все чаще импортируется из регионов мира, где документы IEC используются в качестве стандартов для оборудования. Представьте, что вы берете на стройплощадку стандартное оборудование IEC и читаете на этикетке «заземление». Вы знаете, что это иностранное оборудование, поэтому можете предположить, что заземление — это то же самое, что и заземление.
В США стажеры-электрики изучают требования и концепции заземления и подключения на основе статьи 250 Кодекса. Эта система основана либо на заземленной системе, либо на незаземленной системе. Заземление устанавливается в виде единой точки, расположенной в электрической сети, обычно предоставляемой коммунальной компанией, или в отдельно производной системе, поставляемой в пределах помещения. В этой единственной точке заземленный и заземляющий проводники соединяются вместе с отделением заземленного проводника от заземляющего проводника после прохождения через эту точку.
В незаземленной системе нет заземленного проводника для разделения нисходящего потока. Как заземленные, так и незаземленные системы должны быть подключены к системе заземляющих электродов в точке обслуживания или в точке отдельно созданной системы. Ниже по потоку от этой точки все обычно нетоковедущие металлические части оборудования будут подключены к заземляющему проводу оборудования, чтобы обеспечить эффективный путь заземления для тока короткого замыкания.
Несмотря на то, что всем нам необходимо лучше познакомиться с термином «заземление», есть веские причины сохранить относительно простую систему заземления в NEC по сравнению со сложной системой заземления.Никогда эта разница не была более очевидной, чем во время процесса NEC 2005 года, когда было множество предложений по замене заземления на заземление во всем NEC. Предлагаемое изменение казалось достаточно легким на первый взгляд, но в системе заземления нужно было изучить и внедрить гораздо больше, прежде чем изменение такой величины могло произойти.
Например, заземление определяет электрический потенциал проводников электрической системы по отношению к проводящей поверхности Земли.IEC имеет как соединение защитного заземления (PE), так и соединение с функциональным заземлением. Соединение защитного заземления (PE) гарантирует, что все открытые проводящие поверхности имеют тот же электрический потенциал, что и Земля, чтобы избежать риска поражения электрическим током в случае прикосновения человека к устройству, в котором произошло нарушение изоляции. Функциональное заземление служит не только для защиты от поражения электрическим током, но и для другой цели: функциональное заземление может пропускать ток во время нормальной работы оборудования.
Кроме того, существует три различных типа устройств заземления с двухбуквенными кодами для описания различных функций устройств, например TN, TT или IT. Первая буква указывает на соединение между землей и источником питания, которым может быть генератор или трансформатор. Вторая буква обозначает соединение между землей и питающим электрическим устройством. Буква «T» указывает на прямое соединение с землей. «I» обозначает изоляцию и означает расположение, при котором ни одна точка в системе не заземлена.Однако изоляционный тип может быть подключен через устройство с высоким сопротивлением. Второй «Т» — это прямое соединение с землей, которое не зависит от любого другого заземления в системе электроснабжения. Второй «N» — это заземление через сеть электропитания.
Затем к двум буквенным кодам добавляются дополнительные буквы, такие как «S» для отдельного защитного заземления, «N» для нейтрали, «C» для «комбинированного» защитного заземления и нейтрали, а затем комбинация «TN- CS », что означает прямое соединение с землей с« комбинированными », но« отдельными »соединениями.
Как видно из возможных различных буквенных кодов для различных систем и возможных комбинаций, эта система, используемая во многих странах за пределами Соединенных Штатов, несовместима с концепциями заземления и соединения, описанными в Статье 250. Полная переработка NEC , а также все соответствующие документы по электротехнике в электротехнической промышленности США, потребуются для перехода на концепцию заземления. Кроме того, теоретические изменения в понимании концепций заземления потребуются любому, кто пытается применить методы заземления к установкам в Соединенных Штатах.
В конце концов, эти две системы очень разные, но поскольку иностранное оборудование становится все более распространенным, понимание обеих систем будет необходимо в будущем, чтобы гарантировать правильное подключение оборудования к системе заземления и соединения. EC
ODE — младший технический специалист в Underwriters Laboratories Inc., в Research Triangle Park, Северная Каролина. С ним можно связаться по телефону 919.549.1726 или по электронной почте [email protected].
Базовое понимание системы защиты заземления (схема и определения)
Защитные проводники
Как вы уже знаете, защитные проводники являются основной частью любой системы защиты заземления, но сложность системы будет возрастать с увеличением требования информационных технологий, защиты от перенапряжения, локальных сетей и др.с риском несколько запутать терминологию.
Основные сведения о системе защиты от заземления (схема и определения)Заземление источника питания в доме или здании служит защитой для пользователей. Он защищает их от поражения электрическим током, когда электрическое оборудование имеет разрыв изоляции на землю.
Когда происходит такое нарушение изоляции, ток короткого замыкания, который во много раз превышает нормальный рабочий ток, протекает через провод защитного заземления и через землю обратно в нейтраль распределительного трансформатора .
Предохранитель (и) электрического устройства сработает и немедленно отключит питание . Когда устройство не защищено плавкими предохранителями, сработают предохранители или миниатюрные автоматические выключатели, установленные на распределительном щите после счетчика ватт-часов.
Давайте теперь посмотрим, как выглядит система защиты заземления со всеми ее частями, как показано на схеме ниже.
Схема системы защиты от заземления
Рисунок 1. Схема системы защиты от заземления с определениямиОбозначения
Хорошо, теперь, когда у нас есть полное представление о конструкции заземления, давайте скажем несколько слов о каждой части.
Определения
1. Заземляющий электрод
Набор токопроводящих элементов , контактирующих с землей . Заземление устанавливается в соответствии с местными условиями (типом заземления) и требуемым значением сопротивления (Рисунок 1).
Рисунок 2 — Заземляющий электрод и заземляющий провод2. Заземляющий провод
Проводник, обеспечивающий связь с заземляющим электродом. Обычно он не изолирован и имеет минимальное поперечное сечение 25 мм 2 (медь) или 50 мм 2 (оцинкованная сталь) .
См. Рисунок 1 выше.
3. Изолирующее устройство
Вставляется в заземляющий провод. Устройство открывается для измерения заземления.
Рисунок 3 — Измерительная планка заземления, используемая для измерения заземления и замыкания цепи4. Клемма основного заземления
Электрическая связь между цепью заземления и общим эквипотенциальным звеном . Может быть составной частью общего эквипотенциального звена или изолирующего устройства.
Рисунок 4 — Основная шина заземления5. Общая линия уравнивания потенциалов
Расположена в исходной точке установки и / или в точке входа в каждое здание. Он связывает все заземляющие проводники, главный эквипотенциальный канал и различные защитные провода.
Общая эквипотенциальная перемычка6. Общая линия эквипотенциальной перемычки
Соединяет металлические части конструкции, шины и рамы с общей эквипотенциальной перемычкой .
Поперечное сечение должно быть таким же, как у основного защитного проводника, минимум 6 мм 2 (10 мм 2 для алюминия) и максимум 25 мм 2 (35 мм 2 для алюминия ) .
7. Проводники главного эквипотенциального соединения
Подключите токопроводящие части рядом с главным распределительным щитом низкого напряжения к клеммам защитного провода .
То же, что и выше, сечение должно быть таким же, как у защитного проводника, минимум 6 мм 2 (10 мм 2 для алюминия) и максимум 25 мм 2 (35 мм 2 для алюминия).
Проводники главного эквипотенциального соединения8. Главный защитный провод
Проводник, соединяющий главную клемму заземления с основной клеммой защитного проводника.Его сечение определяется по правилам, приведенным в этой технической статье.
Главный защитный провод, входящий в распределительный щит9. Главный зажим или коллектор защитных проводов
Он расположен в главном распределительном щите НН .
10. Защитные провода цепи
Они определяются в соответствии с током каждой цепи нагрузки .
Защитные проводники цепи11. Дополнительные эквипотенциальные перемычки
Они используются для обеспечения непрерывности защитных цепей:
- Между открытыми токопроводящими частями: поперечное сечение как минимум соответствует меньшему из двух защитных проводников открытые проводящие части, подлежащие соединению.
- Между открытыми проводящими частями и проводящими частями: поперечное сечение должно быть не менее половины поперечного сечения защитного проводника оголенной проводящей части, подлежащей соединению.
В обоих случаях необходимо минимум 2,5 мм 2 , если соединение защищено механически (в корпусе, воздуховоде, рукаве и т. Д.), И 4 мм 2 , если оно не защищено (гибкий провод). Эти правила применяются к съемным панелям и дверям электрических панелей и корпусов, когда в них не закреплено оборудование.
Когда в них закреплено оборудование или существует особый риск непрямого контакта с этими открытыми проводящими частями (проходы для элементов управления, отсутствие лицевой панели и т. Д.), Гибкие оплетки представляют собой идеальное решение для любых требований по установке.
Болт заземления на крыше распределительного щита12. Местное эквипотенциальное соединение
Если в системе заземления нейтрали TN или IT длина цепей перед клеммными цепями неизвестна или слишком велика, локальная эквипотенциальная перемычка не известна. создается в каждом распределительном щите, питающем клеммные цепи.
Его поперечное сечение должно быть не менее половины поперечного сечения защитного проводника, питающего плату, минимум 6 мм 2 (10 мм 2 для алюминия) и максимум 25 мм 2 (35 мм 2 для алюминия).
13. Защитный провод трансформатора ВН / НН
Сечение определяется в зависимости от типа проводника, мощности трансформатора и времени срабатывания защиты ВН.
Защитный провод трансформатора ВН / НННа практике его поперечное сечение почти всегда идентично поперечному сечению основного защитного проводника .
14. Проводник открытых токопроводящих частей высокого напряжения
Если установка питается через подстанцию , используемое поперечное сечение составляет 25 мм 2 (35 мм 2 для алюминия) . Для других типов питания необходимо рассчитать сечение.
15. Заземление устройств защиты от перенапряжения
Оно предназначено для разрядки токов короткого замыкания, возникающих в результате устранения перенапряжений.Эти провода должны быть как можно короче и использоваться только для этой цели.
Минимальное поперечное сечение выбирается в соответствии с инструкциями производителя: обычно от 4 до 16 мм 2 .
Заземление устройств защиты от перенапряжения16. Заземляющий провод без функции безопасности
Обеспечивает заземление по функциональным причинам или из-за уровня помех. Используйте двухцветный зеленый / желтый только в том случае, если проводник также выполняет защитную функцию.
Термины «бесшумная земля» или «чистая земля» не должны использоваться .
17. Незаземленная эквипотенциальная линия
Линия предназначена для определенных приложений с ограниченным доступом в непроводящих средах (испытательная платформа и т. Д.). Поэтому все открытые проводящие части и части, которые доступны одновременно, должны быть соединены.
Поперечные сечения считаются идентичными поперечным сечениям дополнительных эквипотенциальных звеньев.
Незаземленная эквипотенциальная перемычка18.Заземляющий провод
Что касается проводника только для функционального использования: привязка напряжения (открытые электрические проводящие части), его поперечное сечение затем выбирается в соответствии с фактическим током.
Относительно электромагнитной совместимости: проводники должны быть как можно более короткими и широкими, чтобы уменьшить их сопротивление на высоких частотах.
Заземляющий провод19. Оборудование класса II
Открытые токопроводящие части этого оборудования не должны быть соединены с защитным проводом.
Источники:
- Электроэнергия Legrand
В чем разница между PE и FG?
Правильное заземление необходимо для электрических устройств по разным причинам, но зачем мы это делаем?
Моим первым неудачным опытом работы с электричеством было поражение электрическим током от розетки переменного тока. Я помню, как мое тело вибрировало около секунды. Излишне говорить, что я держался подальше от электричества, пока мне не пришлось подключать продукты, чтобы смоделировать реальные сценарии работы с клиентами в полевых условиях.Именно тогда я узнал, насколько на самом деле важно заземление.
Почему заземление?
- Предотвратить повреждение или травмы
- Защита от электрической перегрузки
- Стабилизировать уровни напряжения
Правильное заземление может предотвратить поражение электрическим током людей, работающих с электричеством. Электричество всегда проходит самый простой путь от напряжения до земли.
Пример стиральной машины ниже иллюстрирует концепцию пути прохождения тока в приборе, который не заземлен, а не заземлен.
Когда устройство не заземлено, ток утечки, генерируемый внутри устройства, становится потенциалом, который просто ищет путь к земле. Как только человек коснется прибора и у него появится свободный путь к земле, он станет заземляющим проводом, и ток пройдет через человеческое тело, а затем на землю. Не знаю, можете ли вы сказать, но у нее не счастливое лицо.
Когда прибор заземлен, ток утечки теперь имеет менее устойчивый путь к земле, чем человеческое тело, поэтому ток утечки пропускает человеческое тело и проходит через заземляющий провод в вилке переменного тока, который имеет свой собственный путь к земле.Теперь у нее счастливое лицо.
Зачем нужно заземлять двигатели?
Ну, во-первых, заземление требуется практически для всех электродвигателей. Национальный электрический кодекс (NEC), раздел 430-L, определяет условия заземления двигателя.
Электроэнергия течет через обмотки двигателя, которые обычно изолированы от других частей двигателя. Потенциально опасная ситуация возникает при выходе из строя изоляции. В этот момент корпус двигателя может стать проводником при том же напряжении, подаваемом на двигатель.Любое прикосновение к корпусу двигателя и заземленной поверхности может стать причиной травмы или чего-то еще хуже. После заземления двигателя избыточное напряжение будет безопасно заземлено.
Поражение электрическим током или, что еще хуже, поражение электрическим током может произойти, если клемма PE двигателя не заземлена. Сила тока от 0,1 до 0,2 ампер потенциально может убить человека.
Почему на этом знаке всегда написано | Давайте рассмотрим роли трех обычных подозреваемых по закону Ома, V, I и R, в поражении электрическим током. Напряжение — это потенциальная энергия в виде электрического заряда, ток — это выходной сигнал в виде потока электрического заряда, который определяется в амперах, а сопротивление сопротивляется прохождению тока. На самом деле ток — самый опасный из трех. На табличке всегда написано «высокое напряжение» потому, что без высокого напряжения не было бы достаточно тока, чтобы быть опасным. |
Угроза переменного тока широко варьируется в зависимости от его частоты, тогда как постоянный ток просто становится более опасным по мере увеличения уровней напряжения и тока.Вот таблица OSHA, в которой описан потенциальный ущерб.
Что означают «PE» и «FG»?
PE — Защитное заземление
В Великобритании это называют «заземлением». В США мы называем это «заземлением». Они означают одинаковый электрический потенциал 0 В. Назначение полиэтилена — защита от поражения электрическим током и возгорания из-за тока утечки.
Если раньше для заземления двигателя использовался один из четырех болтов или винтов, то теперь предлагаются специальные винтовые клеммы для упрощения реализации.
FG — Заземление рамы
Это также известно как «земля шасси». Назначение FG — защита от электрических помех, которые могут искажать сигналы и вызывать сбои в работе.
Примечание. В этом посте не обсуждается сигнальное заземление, которое является третьим типом заземления, которое обычно путают с защитным заземлением и заземлением корпуса. Для получения информации о сигнальном заземлении, пожалуйста, обратитесь к этой статье Основные правила: заземление, шасси и сигнальное заземление от Analog IC Tips. |
Примеры клемм PE
Клемма PE может быть винтовой клеммой двигателя или винтовой клеммой драйвера. И двигатель, и привод необходимо заземлить.
Примеры: клеммы PE
На этом примере установки двигателя и драйвера, а также на схеме подключения ниже показано, где заземление PE необходимо в конфигурации системы шагового двигателя.
Для мер по предотвращению электрических помех, включая заземление FG, мы предоставляем следующую информацию в наших руководствах.
СОВЕТ: используйте более толстый и короткий заземляющий провод |
При подключении заземляющего провода к земле используйте более толстый и короткий провод. Это снижает сопротивление провода, поэтому току легче протекать. |
Для получения инструкций по заземлению вашего конкретного продукта Oriental Motor обратитесь к руководствам по эксплуатации или обратитесь к нашим полезным инженерам службы технической поддержки.Самый простой способ найти руководство по эксплуатации продукта — выполнить поиск по номеру детали. Нужна помощь? Свяжитесь с нами по телефону, электронной почте или в чате.
Подпишитесь, чтобы получать уведомления о новых сообщениях.
Подключение и выбор провода защитного заземления
Защитные (PE) проводники обеспечивают скрепляющее соединение между всеми открытыми и внешними проводящими частями установки, создавая основную систему уравнивания потенциалов. Эти проводники проводят ток короткого замыкания из-за нарушения изоляции (между фазным проводом и открытой проводящей частью) к заземленной нейтрали источника.Провода защитного заземления подключаются к главному заземляющему зажиму установки.
Главный зажим заземления соединен с заземляющим электродом (см. Главу E) заземляющим проводом (провод заземляющего электрода в США).
PE-провода должны быть:
- Изолированный и окрашенный в желтый и зеленый (полосы)
- Защита от механических и химических повреждений
В схемах с заземлением IT и TN настоятельно рекомендуется прокладывать PE-проводники в непосредственной близости (т.е.е. в тех же каналах, на том же кабельном лотке и т. д.), что и кабели под напряжением соответствующей цепи. Такое расположение обеспечивает минимально возможное индуктивное сопротивление в цепях тока замыкания на землю.
Следует отметить, что такое расположение предусмотрено конструкцией шинопроводов (шинопроводов).
Подключение
PE-проводники должны:
- Не включать какие-либо средства нарушения целостности цепи (например, выключатель, съемные перемычки и т. Д.))
- Подключайте открытые токопроводящие части по отдельности к основному проводу защитного заземления, т. Е. Параллельно, а не последовательно, как показано на рисунке Рисунок G55
- Имейте индивидуальную клемму на общих шинах заземления в распределительных щитах.
Рис. G55 — Плохое соединение в последовательном расположении оставит все последующие устройства незащищенными
Схема ТТ
Провод защитного заземления не обязательно устанавливать в непосредственной близости от токоведущих проводов соответствующей цепи, поскольку для срабатывания защиты типа УЗО, используемой в установках TT, не требуются высокие значения тока замыкания на землю.
Схемы IT и TN
PE или PEN провод, как отмечалось ранее, должен быть проложен как можно ближе к соответствующим токоведущим проводам цепи, и между ними не должно быть никаких ферромагнитных материалов. PEN-провод всегда должен быть подключен непосредственно к клемме заземления устройства, с петлевым соединением от клеммы заземления к клемме нейтрали устройства (см. , рис. G56).
- Схема TN-C (нейтраль и заземляющий проводник — это одно и то же, называемое PEN-проводником)
- Защитная функция PEN-проводника имеет приоритет, поэтому все правила, регулирующие PE-проводники, применяются строго к PEN проводники
- PE-проводник для установки подключается к клемме или шине PEN (см. , рисунок G56), как правило, в исходной точке установки.После точки разъединения нельзя подключать PE-провод к нейтральному проводу.
Рис. G56 — Прямое подключение PEN-провода к клемме заземления прибора
Рис. G57 — Схема TN-C-S
Виды материалов
Материалы типов, указанных ниже в Рисунок G58, могут использоваться для PE-проводников при условии, что выполняются условия, указанные в последнем столбце.
Рис. G58 — Выбор защитных проводников (PE)
Тип провода защитного заземления (РЕ) | Схема ИТ | СхемаTN | СхемаТТ | Условия, которые необходимо соблюдать | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Дополнительный проводник | В том же кабеле, что и фазы, или в одной кабельной трассе | Настоятельно рекомендуется | Настоятельно рекомендуется | Правильно | PE-проводник должен быть изолирован на том же уровне, что и фазы. | ||||||||
Независимо от фазных проводников | Возможно [a] | Возможно [a] [b] | Правильно |
| |||||||||
Металлический корпус шинопровода или других сборных сборных каналов [c] | Возможно [d] | PE возможно [d] PEN возможно [e] | Правильно | ||||||||||
Наружная оболочка экструдированных проводников с минеральной изоляцией (например,грамм. Системы типа «пиротенакс») | Возможно [d] | PE возможно [d] PEN не рекомендуется [b] [d] | Возможно | ||||||||||
Некоторые посторонние проводящие элементы [f] , такие как:
| Возможно [h] | PE возможно [h] PEN запрещено | Возможно | ||||||||||
Металлические кабельные каналы, такие как трубы [i] каналы, желоба, лотки, лестницы и т. 1 2 В схемах TN и IT устранение повреждения обычно достигается с помощью устройств максимального тока (предохранителей или автоматических выключателей), так что полное сопротивление контура тока повреждения должно быть достаточно низким, чтобы гарантировать положительное срабатывание защитного устройства. 1 2 3 4 Запрещено только в некоторых странах. Повсеместно разрешено использовать для дополнительных эквипотенциальных проводов.Защитное заземление — TritonПодключение сервопривода Triton Go и корпуса двигателя к защитному заземлению (PE) требуется по соображениям безопасности . Электрические неисправности могут вызвать электрический заряд корпуса двигателя или шкафа, увеличивая риск поражения электрическим током.Правильное соединение с защитным заземлением выводит заряд на землю, активируя системы безопасности установки (дифференциальная защита) и защищая пользователей. Более того, правильное подключение к PE предотвращает многие проблемы с шумом, которые возникают при работе сервопривода. Пожалуйста, проверьте этот документ, чтобы предвидеть проблемы электромагнитной совместимости (ЭМС). Проблемы с электромагнитными помехами в системах сервоприводов. Снижение восприимчивости к электромагнитным помехам Подключение клемм PE привода и винтов холодной пластины к заземлению вашей системы и к корпусу двигателя решает многие проблемы с шумом и электромагнитными помехами. Клеммы привода PE развязаны с заземлением через предохранительный конденсатор. Это обеспечивает низкоомный предпочтительный путь для связанных синфазных помех, которые в противном случае были бы связаны с чувствительной электроникой, такой как энкодеры. Хорошее заземление привода на землю источника питания также необходимо для снижения электромагнитных помех. СервоприводTriton Go имеет следующие точки подключения заземления, которые внутренне соединены и развязаны с землей питания и источником питания:
Схема рекомендуемой проводки заземления показана ниже. плоские опорная Земля В то время как некоторые системы не будут иметь связи «реальные» Earth, использовать машины шасси , металлическую конструкцию устройства или хорошее заземление проводящей плоскости в качестве опорной земли. Некоторые рекомендации по правильному заземлению подробно описаны ниже:
Для еще большей устойчивости к электромагнитным помехам используйте экранированные или бронированные кабели с изолирующей оболочкой, соединяя экран с защитным заземлением с помощью кабельного зажима. Если требуется упрощенная разводка, можно применить следующий приоритет экранирования:
Зажим следует выбирать в соответствии с диаметром экранированного кабеля , , обеспечивая хорошую опору и соединение между экраном кабеля и зажимом.Следующие примеры предлагаются только для концептуальных целей:
|