Заземление и зануление

Как определить фазу и ноль

Для определения применяют индикаторную отвертку или контрольную лампу. Приборы позволяют выявить нужные провода, т. к. начинают светиться при подключении к фазе.

Из двух проводов

При выполнении проверки электросеть не обесточивают. Проводящим ток металлическим стержнем индикаторной отвертки прикасаются к проводнику и одновременно прижимают палец к железной пластинке в верхней части прибора. Если световой индикатор загорается, то жало коснулось фазы, при контакте с нолем он остается потухшим.

Из трех проводов

В трехжильной проводке индикаторная отвертка позволяет выявить только фазу. Проверить функциональную принадлежность всех трех электропроводов можно с помощью мультиметра.

Для этого на приборе выставляют предел измерения более 220 вольт. Первоначально проверяют напряжение на электропроводах с помощью щупа: там, где оно максимальное, будет фаза.

Затем эту жилу поочередно через прибор соединяют с другими проводниками, чтобы найти ноль и землю. Тот, на котором напряжение меньше, является заземляющим.

В каком случае востребована защита?

При физическом (точнее – электрическом) контакте с корпусом фазного проводника, или элемента схемы, на который в данный момент подано напряжение – возникает две опасности:

1. Поражение электрическим током. При случайном или намеренном (возникшем в процессе эксплуатации установки) прикосновении, электрический ток будет протекать через ваше тело. Между фазой и «землей» (в буквальном смысле этого слова) возникает разность потенциалов, и вы выступаете в качестве проводника. Сопротивление тела человека не так велико, особенно если кожа увлажнена потовыми выделениями. Поэтому сила тока, протекающего через вас, достаточна для нанесения урона здоровью, а в ряде случаев приводит к смерти;
2. Короткое замыкание через компоненты электроустановки. Если напряжение появляется на несанкционированном участке схемы, как минимум может пострадать электроприбор. Восстановление иногда обходится дороже покупки нового. При нарушении целостности проводки часто возникает пожар. Ток, протекающий по проводам с малым сопротивлением, достигает величины, способной воспламенить изоляцию и другие элементы схемы.

Система заземления и зануления электрооборудования обеспечивает защиту от рассмотренных опасностей, или хотя бы минимизирует последствия. Многие неопытные доморощенные электрики путают эти два понятия. Или же намеренно пользуются рабочим нулем при организации заземления.

Особенно это актуально в многоэтажках старой постройки, где отдельного контура заземления не предусмотрено. При полностью исправных линиях подвода электроэнергии, это не так опасно. Однако при повреждении нулевого провода на магистрали, или ухудшении контакта на клеммных соединениях, рабочий ноль теряет электрическую связь с реальной «землей».

Вы надеетесь на защиту от фазы, и без опаски работаете с электроприбором. В критический момент защита не срабатывает, и в лучшем случае происходит порча оборудования, а в худшем – пожар или поражение человека электрическим током.

Важно! Использовать рабочий ноль в качестве защиты пользователей – запрещено! 

Защитное заземление и зануление принципиально отличаются по способу соединения с физической землей. Если использовать ноль, как заземление, могут произойти неприятности:

• Например, вы заземлили бойлер на рабочий ноль. В случае пробоя фазы на корпус, устройство защитного отключения (УЗО) может не сработать. Через воду, из-под горячего крана, напряжение передается на вас. Если вы находитесь в ванной, через вас будет протекать электрический ток, опасный для жизни;
• Вы пользуетесь электроплитой, расположенной рядом с батареей отопления. Система подачи горячей воды проложена в грунте, и имеет надежный контакт с землей. Если электроплита не имеет заземления, либо заземлена на ноль, в случае повреждения нулевого провода на корпусе может появиться фаза. При одновременном касании руками корпуса под напряжением, и заземленной батареи – поражение электротоком гарантировано.

Техника безопасности при проверке

При работе с электрическими проводами необходимо соблюдать правила техники безопасности:

1. Проверять напряжение с помощью приборов, а не ориентироваться только на цветовую маркировку. Бывают ситуации, когда электрики по невнимательности или незнанию произвели монтаж электропроводки, не соблюдая общепринятых условий подключения по цветам жил.
2. До начала работ проверить визуально исправность и целостность кабеля.
3. Не допускать соприкосновения проводов с мокрыми, горячими, маслянистыми предметами или поверхностями.
4. В комплектных распределительных устройствах заводского изготовления проверку наличия или отсутствия напряжения производить с помощью встроенных стационарных указателей напряжения.
5. Проверку в электроустановках с напряжением 35 кВт осуществлять с помощью изолирующей штанги путем ее соприкосновения с токоведущими частями. Наличие потрескивания и искрения свидетельствует о наличии напряжения.
6. Не прикасаться к оголенным жилам электропроводки.
7. Со стремянки разрешено работать с проводкой, если высота пролегания кабелей не превышает 3 м от пола. Запрещено ставить лестницы на различные подставки (ящики, бочки и т. п.).

Зануление

Зануление — соединение металлических нетоковедущих частей электрического прибора или устройства с нулевым проводом (нейтралью) питающей трёхфазной электрической сети. Применяется для защиты от поражения током при замыкании фазы на эти металлические нетоковедущие части.

Принцип действия основан на возникновении короткого замыкания при пробое фазы на вышеупомянутую часть прибора или устройства, что приводит к срабатыванию системы защиты (автоматического выключателя или перегоранию плавких предохранителей).

Практическое применение

Зануление — основная мера защиты при косвенном прикосновении в электроустановках до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью. Поскольку нейтраль заземлена, зануление можно рассматривать как специфическую разновидность заземления.

Принцип работы зануления

При пробое фазной цепи электроприбора на зануленный корпус фактически происходит короткое замыкание «фаза-ноль». Сила тока в цепи при этом увеличивается до очень больших величин, что вызывает быстрое срабатывание аппаратов защиты (автоматические выключатели, плавкие предохранители), которые быстро отключают линию, в которую включен неисправный прибор. Кроме того, если в этой линии установлено УЗО, то оно так же срабатывает, но не от большой величины силы тока, а потому, что сила тока в фазном проводе становится неравна силе тока в нулевом рабочем проводе, так как бо́льшая часть тока имеет место в цепи защитного зануления мимо УЗО. Если на этой линии установлены и УЗО и АВ, то сработают либо они оба, либо что-то одно, в зависимости от их быстродействия и величины тока замыкания. ПУЭ регламентируют время автоматического отключения поврежденной линии. Для сети 220/380В оно не должно превышать 0,4 с. Зануление осуществляется по определенным правилам, специально предназначенными для этого проводниками. При однофазной проводке — это, например, третья жила провода или кабеля.

Схема зануления сети с глухозаземленной нейтралью

1. Болт присоединения заземления или зануления
2. Защитный аппарат
3. Светильник
4. Однофазный электроприемник
5. Выключатель
6. Повторное заземление

Иногда ошибочно считают, что заземление на отдельный контур, не связанный с нулевым проводом сети лучше, потому что при этом нет сопротивления длинного PEN-проводника от электроустановки потребителя до заземлителя КТП. Такое мнение ошибочно, потому что сопротивление заземления, особенно кустарного, гораздо больше сопротивления даже длинного провода. И при замыкании фазы на заземленный таким образом корпус электроприбора ток замыкания из-за большого сопротивления местного заземления может оказаться недостаточным для срабатывания АВ или предохранителя, защищающего эту линию. В таком случае корпус прибора будет находиться под опасным потенциалом. Кроме того, даже если применить АВ небольшого номинала, срабатывающий от тока замыкания на землю, все равно обеспечить требуемое ПУЭ время автоматического отключения поврежденной линии практически нереально. Поэтому раньше, до начала массового применения УЗО, заземление корпусов электроприемников без их зануления (то есть заземление по системе ТТ) вообще не допускалось.

ПУЭ-6, 1.7.39. В электроустановках до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью или глухозаземленным выводом источника однофазного тока, а также с глухозаземленной средней точкой в трехпроводных сетях постоянного тока должно быть выполнено зануление. Применение в таких электроустановках заземления корпусов электроприемников без их зануления не допускается.

Теперь, согласно ПУЭ-7, заземление корпусов электроприемников без их зануления допускается, но только при обязательном применении УЗО.

Ошибки, допускаемые при монтаже

Наиболее распространенными ошибками при устройстве систем защиты бывают следующие:

1. Недостаточный контакт жилы, соединяющей корпус электроприбора с заземляющей шиной. В этом случае эффективность защиты уменьшается. Запрещается осуществлять контакт с шиной заземления через скрутку. Соединение должно быть только болтовым
2. Использование в качестве заземлителя трубопроводов отопительной или водопроводной системы. Утечки тока могут проявляться путем поражения через воду или прикосновение к трубам. Кроме того от этого могут пострадать соседи.
3. В случае отсутствия специального образования или навыков работы с электроприборами, лучше доверить устройство защитных систем опытным специалистам.
4. Применение в качестве жилы между потребителем и заземляющей шиной алюминиевого провода. Может произойти окисление и контакт будет утрачен.
5. Неправильная коммутация зануляющего провода при расщеплении с рабочим нулем (фиксация под один зажим). Возможно отгорание проводника и выход из строя защитыУстройство зануления непосредственно в розетке или в распределительной коробке. При нарушении целостности или отключении рабочего нуля (вышел из строя автомат, отгорел контакт), прибор может оказаться под опасным напряжением.

38 Зануление, схема, устройство и принцип работы.

Зануление — преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей электрооборудования, которые могут оказаться под напряжением (ГОСТ 12.1.009).

Задача зануления — устранение опасности поражения током в случае прикосновения к корпусу и другим нетоковедущим металлическим частям электроустановки, оказавшимся под напряжением вследствие замыкания на корпус.

При занулении, если оно надежно выполнено всякое замыкание на корпус превращается в однофазное короткое замыкание (т.е. замыкание между фазами и нулевым проводом). При этом возникает ток такой силы, достаточной для расплавления плавкой вставки ближайшего предохранителя или отключения ближайшего автомата и автоматическое отключение поврежденной установки от сети. Зануление превращает замыкание на корпус в однофазное короткое замыкание, в результате чего срабатывает максимально-токовая защита и отключает электроустановку. В качестве максимально-токовой защиты применяют предохранители, автоматы. Область применения зануления — трехфазные четырехпроводные сети с глухозаземленной нейтралью источника тока (рис. 1).

1 — корпус электрооборудования; 2 — максимально-токовая защита; Rо — сопротивление заземления нейтрали источника тока; Rn — сопротивление повторного заземления нулевого защитного проводника.

Кроме того, защитное заземление применяют в трехфазных сетях с изолированной нейтралью, а не в четырехпооводных сетях с глухозаземпенной нейтралью, как зануление.

39 Защитное отключение, схема, назначение и область его применения.

Защитное отключение — это быстродействующая щита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности поражения человека электрическим током.

Защитное отключение должно осуществлять защиту от глухих или неполных замыканий на землю или корпус; при появлении опасных токов утечки; при переходе высшего напряжения на низшее.

Устройства защитного отключения должны обладать высокой чувствительностью, малым временем отключения (ПУЭ требует, чтобы это время не превышало 0,2 с), самоконтроль и надежность.

Наиболее целесообразно применять защитное отключение в передвижных электроустановках и при использовании ручного инструмента.

Зануление обеспечивает отключение поврежденного участка сети или электроприемника лишь через период времени, измеряемый единицами или десятками секунд. Защитное отключение применяется в электроустановках с глухозаземленной нейтралью напряжением до 1000В в дополнение к занулению; взамен зануления, если его трудно выполнить.

Схемы защитного отключения подразделяются на несколько типов в зависимости от параметра, на который реагирует датчик: напряжение корпуса относительно земли, тока замыкания на землю, напряжения нулевой последовательности, напряжения фаз относительно земли и т.п.

На рис.1 представлена принципиальная схема защитного заземления, реагирующая на напряжение корпуса относительно земли.

Датчиком является реле максимального напряжения RЗ, включенное между защитным корпусом и вспомогательным заземлителем Rв. Электроды вспомогательного заземлителя размещаются в зоне нулевого потенциала не ближе 15-20 м от заземлителя корпуса Rв или заземлителей нулевого провода. При пробое фазы на корпус на нем появляется напряжение относительно земли, при напряжении 20-60 В срабатывает реле напряжения RЗ и разрывает цепь катушки управления ОК. Сердечник этой катушки освободится и разомкнет контакты автоматического выключателя АВ. Схема отличается простотой, но требует вспомогательного заземлителя.

Защитное отключение может применяться как основная мера защиты совместно с защитным заземлением или занулением.

КАК САМОМУ ОПРЕДЕЛИТЬ ФАЗУ, НОЛЬ и ЗАЗЕМЛЕНИЕ У ПРОВОДОВ

Итак, начнем по порядку:

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФАЗЫ

Для большего удобства, сперва всегда лучше определять какой из имеющихся проводов фаза. О том, как найти фазу цифровым мультиметром мы уже писали, а как быть если его нет, читайте ниже.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФАЗЫ ИНДИКАТОРНОЙ ОТВЕРТКОЙ

 Самый простой способ обнаружения фазного провода – это поиск с помощью индикаторной отвертки. Этот простейший инструмент должен быть у любого домашнего мастера, занимающегося электрикой в квартире – будь то полный электромонтаж, простая замена ламп или установка светильников, розеток и выключателей.

Принцип работы индикаторной отвертки прост – при касании жалом отвертки проводника под напряжением и одновременном касании контакта, на задней стороне отвертки, пальцем руки — загорается индикаторная лампа в корпусе инструмента, которая и сигнализирует о наличии напряжения. Таким образом легко можно узнать, какой провод фазный.

 

 Принцип действия индикаторной отвертки прост — внутри индикаторной отвертки расположена лампа и сопротивление(резистор), при замыкании цепи (касании нами заднего контакта) лампа загорается. Сопротивление защищает нас от поражения электрическим током, оно снижает ток до минимального, безопасного уровня. 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФАЗЫ, НУЛЯ И ЗАЗЕМЛЕНИЯ КОНТРОЛЬНОЙ ЛАМПОЙ

 

Еще один способ, которым можно определить фазный, нулевой и провод заземления в современной трехпроводной электрической сети, это использование контрольной лампы

Способ неоднозначный, но действенный, требующий особой осторожности

Чтоб начать определение, в первую очередь необходимо собрать само устройство контрольной лампы. Самый простой способ использовать патрон, с вкрученной туда лампой, а в клеммах патрона закрепить провода со снятой на концах изоляцией. Если же под рукой нет электрического патрона или нет времени что-то мастерить, можно воспользоваться обычной настольной лампой с электрической вилкой.

Технология определения фазы, нули и земли с помощью контрольной лампы максимально проста – поочередно соединяя провода лампы к проводам требующим определения, каждый с каждым. 

Определить фазу и ноль из двух проводов

В случае определения контрольной лампой фазного провода среди двух проводов вы лишь сможете узнать, есть фаза или нет, а какой именно из проводников фазный определить не удастся. Если при соединении проводов контрольной лампы к определяемым жилам она загорится, то значит один из проводов фазный, а второй скорее всего ноль. Если же не загорится, то скорее всего фазы среди них нет, либо нет нуля, чего тоже исключать нельзя.

 Таким способом, скорее, удобнее проверять работоспособность проводки и правильность её монтажа. Определять фазу лучше индикаторной отверткой, а вот наличие нуля узнавать так.

 

Определить фазный провод в таком случае можно подключив один из концов, идущих от контрольной лампы, к заведомо известному нулю (например, к соответствующей клемме в электрощите), тогда при касании вторым концом к фазному проводнику, лампа загорится. Оставшийся провод соответственно ноль.

Найти фазу, ноль и заземление из трех проводов:

В такой трехпроводной системе часто возможно точно определить фазный, нулевой и заземляющий провод контрольной лампой. Соединяем контакты, идущие от контрольной лампы поочередно к жилам требующего определения кабеля.

Действуем методом исключения: 

Находим положение, в котором лампа горит, это будет значить, что один из проводов фаза, а другой ноль.

После чего меняем положение одного из контактов контрольной лампы, далее возможны несколько вариантов:

— Если лампа не загорится (при наличии УЗО или дифференциального автомата защиты проверяемой линии они также могут сработать) значит оставшийся свободным провод – ФАЗА, а проверяемые НОЛЬ и ЗЕМЛЯ.

 

 — Если после смены положения лампа ненадолго вспыхнет, при этом сразу сработает УЗО или диф. автомат (если они есть), значит оставшийся свободным провод – НОЛЬ, а проверяемые это ФАЗА и ЗАЗЕМЛЕНИЕ.

— Если линия не защищена устройством защитного отключения (УЗО) или дифференциальным автоматом, и свет будет гореть в двух положениях. В этом случае узнать какой провод рабочий ноль (нуль), а какой защитный (заземление), можно просто отключив в щите учета и распределения электроэнергии вводной кабель от клеммы заземления. После чего так же проверить контрольной лампой все жилы и, опять же методом исключения, в положении, когда лампа не горит опознать проводник заземления.

Что такое нулевой провод?

Нулевой провод — это проводник, который соединен с заземленной частью трансформатора.
Если однофазные нагрузки (220В) потребителей, распределены неравномерно, то в системе возникнет так называемое напряжение смещения нейтрали (перекос фаз), которое вызовет несимметрию напряжений нагрузки. Это может привести к тому, что часть потребителей, будет иметь пониженное напряжение, а часть повышенное. Повторные заземления «нуля», позволяют снизить перекос фаз и выровнять фазные напряжения, отводят часть грозовых и коммутационных перенапряжений, обеспечивают время срабатывания автоматов защиты(которое регламентируется нормативными документами) и т.п.
Помимо выполнения защитных функций, заземление нуля может дополнительно быть функциональным для некоторых видов оборудования загородного дома —
например некоторых марок энергозависимых газовых котлов. Электроника отдельных, так называемых фазозависимых моделей, считает ситуацию с появлением потенциала на нулевом проводе относительно земли, как аварийную и отключает оборудование. Эти же фазозависимые газовые котлы не работают от переносных генераторов без нулевого провода — в которых присутствуют две фазы по 110В.

Если рассматривать аварийную ситуацию на ВЛ, например обрыв или прогорание нулевого провода, то отсутсвие или несоответствие (повторных заземлений ВЛ) нормативам, может привести к непредсказуемым последствиям для потребителей.

Определение PEN (совмещенный нулевой рабочий и защитный проводник) «появилось», когда для повышения уровня электробезопасности в электроустановках жилых и общественных зданий, был введен в действие первый из комплекса стандартов ГОСТ Р 50571.1 (дата введения 01.01.95) на базе нормативов МЭК (Международная электротехническая комиссия).
Комплекс новых стандартов внедрил «Типы систем заземления» для электроустановок напряжением до 1 кВ,  где каждая система является общей характеристикой питающей электрической сети и электроустановки здания. В главе 1.7 ПУЭ 7-го издания (2002г.) дана классификация электроустановок в отношении применяемых систем заземления.
В настоящее время электросети частных домов, дач, которые запитаны от ВЛ — относятся (по ряду причин) к системам заземления TN-С, TN-C-S или ТТ.
Систему ТТ рассматривать не будем (другая тема).
Система заземления TN-С ещё осталась во многих загородных домах старой застройки, где не проводилась реконструкция электропроводки.
В связи с тем, что система TN-С запрещена для однофазных потребителей в новом строительстве и при реконструкции электросетей зданий (это требование не распространяется на ответвления от ВЛ напряжением до 1 кВ к однофазным потребителям электроэнергии — 1.7.132) — её тоже рассматривать не будем.

 У электроустановок с типом системы заземления TN-C-S нейтраль питающей линии (PEN) раделяется на нулевой рабочий проводник (N) и нулевой защитный (PE), а линии групповой сети, прокладываемые от групповых щитков до светильников общего освещения, штепсельных розеток и стационарных электроприемников, должны выполняться трехпроводными (фазный — L, нулевой рабочий — N и нулевой защитный — РЕ проводники).
В системе TN-C-S все открытые проводящие части эктроустановки имеют непосредственную связь с точкой заземления трансформаторной подстанции.
В соответствии с п.1.7.102 на вводах ВЛ к таким электроустановкам должны быть выполнены повторные заземления — сопротивления которых нормируются.

Для обеспечения электробезопасности, должен быть выполнен комплекс требований, как к заземлению, так и к электропроводке дома, указанных в главах ПУЭ
(гл.1.7 и гл.7.1)..

Эти требования взаимосвязаны и их частичное выполнение может привести неблагоприятным последствиям.

Схемы заземления и зануления

Данные схемы защиты необходимо применять очень осторожно. В первую очередь, это связано с неравномерным распределением нагрузок на фазы

При одинаковой нагрузке на каждую , через общий нулевой провод будет протекать незначительный ток. Однако, если загружена только одна фаза из трех, то значение тока в нулевом проводе будет таким же, как и в этой фазе.

В жилых домах зануление делать не рекомендуется. Как правило, нулевые жилы имеют меньшее сечение, чем линии фаз. Нулевой провод очень часто остается без контроля, постепенно слабеет его соединение, происходит окисление. При сильном нагреве он просто отгорает. В этой ситуации происходит прямое попадание фазы на щит. Через заземление, ток попадает в квартиру и выводит из строя всю заземленную технику. Бытовые приборы находятся под напряжением, в результате, повышается вероятность поражения электрическим током.

Таким образом, нежелательно использовать зануление в жилых домах. Обычно, его применяют на промышленных предприятиях, где распределение нагрузки фаз более равномерное, а нулевой провод выполняет функцию защиты.

Что такое зануление

Если о заземлении знают, практически все, то про зануление многие имеют очень смутное представление. Тем не менее, оно используется достаточно часто и для правильной эксплуатации, нужно знать его устройство и принцип действия.

В электротехнике занулением называется соединение нулевого провода электрической сети с корпусом прибора, оборудования и прочих потребителей. В отличие от заземления, защищающего людей, зануление, прежде всего, защищает оборудование. Поэтому, говорить про зануление вместо заземления, не совсем корректно. Каждая схема предназначена для использования в какой-то определенной сфере. При защите оборудования, зануление искусственным путем создает ситуацию короткого замыкания, при которой срабатывает автоматический выключатель.

Для устойчивой и надежной работы зануления, его можно заземлить отдельно. Таким образом, повышается эффективность работы всей защитной системы, особенно при выходе из строя нулевого провода.

С

появлением в быту электричества встал и вопрос его безопасного пользования. Давайте посмотрим, как решить эту важную задачу, разберемся: что такое зануление, как действует заземление,как сделать занулениев частном доме своими руками. А кроме того, можно ли использовать зануление вместо заземления.

Зачем нужен ноль в электросети

Электроснабжение современных жилых районов и промышленных предприятий осуществляется по системе TN, или с глухо заземлённой нейтралью. Это значит, что вторичные обмотки понижающего трансформатора соединены по схеме «звезда», средняя точка которой без разрывов подключена к контуру заземления подстанции.

От трансформаторной подстанции к потребителям электроэнергия подаётся по четырём проводам — три фазных L1, L2, L3 и один нулевой N. Для подключения бытового электроприбора необходимы два провода — фаза и и ноль, или нейтраль.

В системе электроснабжения TN нулевой проводник выполняет две функции:

• В однофазной сети. Для протекания электрического тока цепь должна быть замкнута. Условно говоря, по фазным проводам напряжение поступает к электроприборам, а нейтраль служит для замыкания электроцепи.
• В трёхфазной системе электроснабжения. В этой сети благодаря сдвигу фаз три электроприбора одинаковой мощности могут работать без нейтрали и трёхфазные электродвигатели подключают именно таким образом. В этой сети нулевой проводник служит не для подачи питания, а для протекания уравнительного тока, появляющегося при неравномерном распределении нагрузки по фазам и предотвращения колебаний напряжения при изменении потребляемой мощности.

Информация! В некоторых типах электрических кабелей сечением более 4мм² нулевая жила изготавливается из более тонкого провода.