В этой статье мы достаточно кратко, но вполне наглядно, рассмотрим такую простую вещь как заземление. Чтобы каждый, кто впервые услышал данный термин, понимал бы, для чего оно нужно и как действует. Итак, что такое «заземление»? Из названия вроде бы ясно, что оно как-то связанно с землей.
Согласно предписанию ПУЭ, (1.7.28) заземлениями оснащаются: электрическое оборудование, электроустановки и электрические сети. Это попросту значит, что их заземляемые части должны быть электрически соединены с заземляющим устройством, представляющим собой заземлитель и соединительные провода. Непосредственно заземлитель располагается под поверхностью земли, где он напрямую электрически контактирует с грунтом.
Заземление - это преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством. Заземление выполняет защитную функцию, снижая напряжение прикосновения до безопасного для человека и животных значения.
Что такое заземлитель
Устройство заземления состоит из заземлителя, заземляющего проводника и заземляющей шины. Заземлитель - это металлический элемент, врезанный в землю и обеспечивающий непосредственный контакт с ней.
Заземляющий проводник - это провод, соединяющий заземлитель с заземляющей шиной. Заземляющая шина - это металлическая планка, к которой подключаются заземляющие проводники от различных потребителей.
На практике заземлителем зачастую выступает проводящий контур (состоящий из нескольких металлических труб, полос, пластин, или электродов иной формы), через который току предоставляется путь минимального сопротивления от электроустановки - в землю.
В быту заземлитель именуют еще контуром заземления, поскольку электроды заземлителя принято размещать при монтаже по периметру вокруг объекта по типу замкнутого контура. Вот в этот контур в случае аварии и устремится электрический ток, а персонал, благодаря данной защитной мере, будет предохранен от поражения электрическим током.
Если прибор не заземлить
О каких возможных авариях идет речь и что необходимо заземлять? Опасное напряжение в случае поломки прибора может попасть на его корпус. Что опасного может произойти, если корпус не заземлен?
Если в этих условиях человек соприкоснется с корпусом прибора (к примеру речь может идти о стиральной машине), то его ударит током, потому что тело человека имеет конечное электрическое сопротивление, а через пол и через окружающие предметы он так или иначе соединен с нулевым проводом сети (который, как правило, заземлен — глухозаземленная нейтраль).
А поскольку ток стремится замкнуть цепь, то он (ток), стремясь к нулевому проводу (и к земле) потечет через человека — это и есть поражение электрическим током, которое может оказаться смертельно опасным. Поэтому для защиты от подобных неприятностей корпуса электрических приборов заземляют — соединяют с землей через заземлитель.
Что даст заземление прибора
Теперь, когда корпус прибора соединен с заземлителем как и нейтраль, если напряжение фазы попадет на корпус, то сразу наступит короткое замыкание в цепи фаза-ноль. Это приведет к срабатыванию автоматического выключателя прежде, чем кто-либо из людей успеет соприкоснуться с оказавшимся под опасным напряжением корпусом прибора. Такова защитная функция заземления.
Кроме того, как отмечалось выше, сопротивление заземлителя минимально, оно составляет доли Ома, а это значит, что даже при задержке срабатывания защитного автомата, потенциал на корпусе прибора будет практически равным потенциалу заземлителя, то есть земли. И если человек стоит на земле, то его током уже не ударит.
Заземление в целях молниезащиты
Для отведения в землю тока молнии, ударившей в здание, тоже применяют заземление. Но поскольку ток молнии ищет путь от молниеприемника к земле по элементам здания наименьшего сопротивления, этим путем могут оказаться и водопроводные трубы, и влажные стены, и другие проводящие части здания, что весьма опасно.
Поэтому молниеотвод прокладывается отдельным проводом по наружной части здания, так он напрямую соединяет молниеприемник с заземлителем, обеспечивая для разряда молнии путь в землю минимального сопротивления. При этом люди и чувствительные электроприборы внутри здания остаются в безопасности.
Однако, даже при наличии молниеотвода, не исключена возможность появления опасных перенапряжений в электрической сети здания, вызванных молнией. Это может привести к повреждению или разрушению электрооборудования, а также к возникновению пожара или взрыва.
Для защиты от таких последствий применяются специальные устройства, называемые разрядниками или УЗИП (устройством защиты от импульсных перенапряжений), которые при нормальных условиях имеют высокое сопротивление и не пропускают ток, но при достижении определенного напряжения (например, при ударе молнии) становятся проводниками и отводят избыточный ток в землю.
Системы заземления
В зависимости от требований и задач заземление может служить одной цели или сочетанию вышеуказанных целей. Во втором случае речь идет об общей системе заземления.
В зависимости от способа подключения нейтрали источника питания и открытых проводящих частей электроустановок существуют разные типы систем заземления. Например, в системе TN-C нейтраль и заземление объединены в один проводник (PEN), в системе TN-S нейтраль и заземление разделены на два проводника (N и PE), в системе TT каждый потребитель имеет своё заземляющее устройство, в системе IT нейтраль изолирована или заземлена через большое сопротивление.
Тема заземления - на первый взгляд кажущаяся мелочью - при ближайшем рассмотрении оказывается комплексным и сложным вопросом.
Когда речь идет об электрических устройствах дискуссии между экспертами о необходимости надлежащего заземления играют очень важную роль.
С точки зрения безопасности хорошо функционирующая система заземления как часть каждой электроустановки обязательно необходима. Поэтому требование о ее создании в каждом здании с электроустановками, независимо от типа электросети, можно считать вполне правомерным и обоснованным.
Для обеспечения качества и безопасности заземления необходимо соблюдать ряд требований, таких как выбор материала и сечения заземлителя и заземляющего проводника, глубина забивки заземлителя, сопротивление заземляющего устройства, правильное разделение PEN-проводника, устройство системы уравнивания потенциалов и другие.
Перед квалифицированными инженерами-электриками в этом случае стоит важная задача, а именно профессионально позаботиться о надлежащем устройстве, эксплуатации, контроле и поддержании технического состояния системы заземления, которая представляет собой важную часть электроустановки.
Заземление — это не просто «модный аксессуар», а основа электробезопасности любого электрооборудования.
Системы заземления - это действительно настолько обширная тема, что невозможно рассмотреть все ее детали и нюансы в одной небольшой статье.
Что еще можно посмотреть по этой теме:
Самый скандальный вопрос - заземление (зануление)
Заземление силового оборудования и цеховых сетей
ПУЭ в вопросах и ответах. Заземление и защитные меры электробезопасности