Заземление и зануление. В чем разница?

Очень много споров и обсуждений возникает на тему заземления и зануления, а также целесообразности применения этих систем в различных установках. Как раз разницу между этими двумя системами безопасности необходимо знать и понимать для избежания в последующем опасных ситуаций. Основная проблема, как правило, заключается в том, что не все до конца понимают, чем отличается зануление от заземления, но мы попытаемся разобраться в этом.

Зануление

С ПУЭ (правила эксплуатации электроустановок) известно, что по мерам электробезопасности электроустановки (до 1000 Вольт) разделяют на системы, в которых нейтраль (нулевой проводник) глухо заземлена, и где нейтраль изолирована.

При глухо заземленной нейтрали нулевую точку трансформатора или генератора соединяют с заземляющим устройством напрямую или через очень малое сопротивление:

С изолированной нейтралью – схема не подключается к заземляющим элементам или подключается через большое сопротивление и будет иметь такой вид:

Проводник, который выполняет роль рабочего нулевого и защитного проводника обозначается на схеме PEN. Схема показана ниже:

Итак, согласно ПУЭ, занулением в электрических установках называют соединение частей этой установки, которые в нормальном состоянии не находятся под напряжением (например корпус электроприбора) с глухозаземленной нейтралью генераторов или трансформаторов в сетях трехфазных, с выводами источников однофазных токов, которые глухо заземлены, а также с средними точками в цепях постоянного напряжения, которые также глухозаземленной. В данном типе соединений запрещено последовательное соединение элементов защиты – все устройства должны подключатся к защитной шине ПАРАЛЛЕЛЬНО:

Это правильное крепление защиты

Такой вариант недопустим, так как при отключении рабочего нуля 2, корпус прибора может оказаться под напряжением, относительно земли. Если произойдет обрыв «нуля», то в таком случае весь потенциал сети будет на корпусе устройства, что небезопасно.

Если соединению подлежат несколько устройств, то защитный провод каждого прибора выводится отдельно и крепится к общей нулевой шине. Также в защитной цепи не должно быть никаких коммутирующих устройств (автоматы, рубильники, разъединители и так далее).

Заземление

Согласно того же ПУЭ заземлением является соединение частей электроустановки с заземляющим устройством с целью предотвращения поражения электричеством людей и животных. Этот проводник имеет маркировку PE. Главным отличием от зануления здесь будет то, что при заземлении, как правило, используют отдельный контур заземления, а не заземленную нейтраль трансформатора (генератора):

Где 1 – фаза, 2 – нейтраль, 3 – заземление защитное. Эта система заземления полностью независима от нулевого проводника сети и часто применяется в системах с изолированной нейтралью. Такие схемы часто применяются в жилых домах для подключения защитного заземления к бытовым электроприборам

Подключение бытовых устройств к заземлению

Если ваше устройство имеет три клеммы подключения (фаза, нейтраль, заземление) как показано ниже:

Но в вашей квартире или доме отсутствует заземляющий проводник, то совмещение функций нулевого рабочего и защитного проводников ЗАПРЕЩЕНЫ  ПУЭ пунктом 1.7.132., то есть запрещено ставить перемычку между нулем и заземлителем:

Это обусловлено тем, что при потере соединения точки 2 с защитным нулем PEN корпус устройства окажется под потенциалом сети, а также если в случае выполнения каких-то ремонтных работ фаза и ноль будут перепутаны местами – то вы получаете гарантированное напряжение на корпусе вашего прибора, что делает его опасным для окружающих.

Провод защитного заземления имеет желто-зеленую изоляцию:

Поэтому если возникает необходимость подключить защитное заземление для однофазной цепи, то необходимо иметь отдельный защитный проводник. Если у вас его нет, то не стоит экспериментировать, а лучше позвать профессионального электрика, который сможет правильно подключить ваше электрооборудование.

elenergi.ru

Защитное зануление

Занулениемназывается преднамеренное электрическое соединение металлических нетоковедущих частей электроустановки с глухозаземлённой нейтралью обмотки источника тока в 3-х фазных сетях с глухозаземлённой нейтралью, которые могут оказаться под напряжением в результате пробоя изоляции фазного провода на корпус.

Проводник, обеспечивающий указанные соединения зануляемых частей с глухозаземлённой нейтралью источника называется нулевым защитным проводником.

Нулевой защитный проводник отличается от нулевого рабочего проводника, который также соединён с глухозаземлённой нейцтральной точкой источника. Он предназначен для питания рабочим током электроприёмника.

Нулевой рабочий проводник, как правило, имеет изоляцию, равноценную изоляции фазных проводников, а сечение его рассчитывается на длительное прохождение рабочего тока.

Защитное зануление применяют в 3^х фазных сетях до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью.

Принципиальная схема зануления представлена на рис. 4.5.

Рис.4.5. Принципиальная схема защитного зануления в сети с глухозаземлённой нейтралью.

1 – корпус потребителя электроэнергии;

R_о – сопротивление заземления нейтрали источника тока;

R_т – сопротивление повторного заземления нулевого защитного проводника;

ВА – автоматический выключатель с защитой.

Основное назначение защитного зануления – устранение опасности поражения электрическим током в случае прикосновения к корпусу и другим нетоковедущим металлическим частям электроустановки, оказавшейся под напряжением вследствие замыкания на корпус за счёт быстрого отключения электроустановки от сети действием защиты.

Однако, поскольку корпус оказывается заземленным через нулевой защитный проводник, в аварийный период (с момента возникновения замыкания на корпус до отключения электроустановки от сети защитой) будет проявляться защитное свойство заземления.

Принцип действия защитного зануления основан на превращении замыкания на корпус в однофазное к.з. с целью вызвать большой ток, способный обеспечить срабатывание защиты и тем самым отключить поврежденную электроустановку от сети.

Нулевой защитный проводник в схеме защитного заземления предназначен для создания тока однофазного к.з. цепи с малым сопротивлением, чтобы этот ток был достаточным для быстрого срабатывания защиты (т.е. быстрого отключения поврежденной электроустановки от питающей сети).

Учитывая, что занулённые корпуса заземлены через нулевой защитный проводник, в аварийный период проявляются защитные свойства этого заземления – снижается напряжение на корпусе относительно земли.

Таким образом, зануление осуществляет два защитных действия: быстрое автоматическое отключение повреждённой электроустановки от питающей сети и снижение напряжения занулённых металлических нетоковедущих частей, оказавшихся под напряжением, относительно земли.

Рассмотрим на рис. 4.6 схему без нулевого защитного провода, роль которого выполняет земля (т.е. схема защитного заземления в сети с глухозаземленной нейтралью).

Рис. 4.6. К вопросу о необходимости нулевого защитного проводника в 3-х фазной сети до 1 кВ с заземлённой нейтралью.

При замыкании фазы на корпус в цепи, образовавшейся через землю будет проходить ток:

(4.3)

благодаря которому на корпусе относительно земли возникает напряжение:

(4.4)

где:	Uф
	R0, Rз

Сопротивление обмотки трансформатора источника питания и проводов сети малы по сравнению с R₀ и R_зи их в расчёт можно не принимать.

Ток I_з может оказаться недостаточным, чтобы вызвать срабатывание защиты и электроустановка может не отключиться.

Например, при U_ф=220 В и R₀ = R_з=4 Ом, ток, проходящий через землю, будет равен:

,

а напряжение корпуса относительно земли:

Если ток срабатывания защиты больше 27,5А, то отключения не произойдет и корпус будет находиться под напряжением 110В до тех пор, пока установку не отключат вручную.

Безусловно, при этом возникает угроза поражения людей электрическим током в случае прикосновения к повреждённому оборудованию. Ток через тело человека в этом случае будет равен:

Чтобы устранить эту опасность необходимо обеспечить автоматическое отключение электроустановки, т.е. увеличить ток до величины I_з>I_c.з., что достигается уменьшением сопротивления цепи за счёт введения в схему защитного нулевого провода с малым сопротивлением.

Согласно ПУЭ нулевой защитный проводник должен иметь проводимость не меньше половины проводимости фазного провода. В этом случае ток однофазного к.з. будет достаточным для быстрого отключения поврежденной электроустановки.

Таким образом, в 3^х фазной сети до 1 кВ с заземленной нейтралью без нулевого защитного проводника невозможно обеспечить безопасность при замыкании на корпус, поэтому такую сеть применять запрещается.

Заземление нейтрали предназначено для снижения до безопасного значения напряжения относительно земли нулевого защитного проводника (и всех присоединенных к нему корпусов электрооборудования) при случайном замыкании фазы на землю.

В 4^х проводной сети с изолированной нейтралью при случайном замыкании фазы на землю между нулевым защитным проводом и землёй (рис. 4.7), а следовательно, между каждым зануленным корпусом и землей, возникает напряжение U_к, близкое к значению U_ф. Например, при U_ф=220В, U_к220В. Что является весьма опасным.

Рис. 4.7. Замыкание фазы на землю в 3-х фазной четырёхпроводной сети до1 кВ с изолированной нейтралью.

В сети с заземленной нейтралью (рис. 4.8) при таком повреждении будет обеспечиваться безопасность, так как при замыкании фазы на землю фазное напряжение U_фразделится пропорционально сопротивлениямR_зм(сопротивления замыкания фазы на землю) иR_о(сопротивление заземления нейтрали), благодаря чему напряжение между зануленным оборудованием и землейU_кснизится и будет равно:

(4.5)

где:

Iз

Рис. 4.8. Замыкание фазы на землю в 3-х фазной четырёхпроводной сети до 1 кВ с заземлённой нейтралью.

Как правило, сопротивление, которое оказывает грунт току замыкания фазы на землю R_зм, во много раз больше сопротивления заземления нейтралиR₀. ПоэтомуU_коказывается незначительным.

Например, при U_ф=220В, R₀ =4 Ом, R_зм=100 Ом

При таком напряжении прикосновение к корпусу неопасно.

Очевидно 3^х фазная четырехпроводная сеть с изолированной нетралью имеет опасность поражения электрическим током и применяться не должна.

Для уменьшения опасности поражения людей электрическим током в случаях обрыва нулевого защитного проводника и замыкания фазного проводника на корпус применяют повторное заземление нулевого защитного проводника.

При случайном обрыве нулевого защитного провода и замыкании фазы на корпус (за местом обрыва) отсутствие повторного заземления приведёт к тому, что напряжение относительно земли оборванного участка нулевого защитного провода и всех присоединенных к нему корпусов окажется равным фазному напряжению сети (U_ф) (рис. 4.9, а).

Рис. 4.9. Замыкание фазы на корпус при обрыве нулевого защитного проводника:

а) в сети без повторного заземления нулевого защитного проводника;

б) в сети с повторным заземлением нулевого защитного проводника.

Это напряжение опасное для человека будет существовать длительно, поскольку поврежденная электроустановка не будет отключаться от защиты, а обрыв нулевого проводника трудно обнаружить, чтобы отключить вручную.

Если же нулевой защитный проводник будет иметь повторное заземление, то при его обрыве сохранится цепь тока I_зчерез землю (рис. 4.9, б), а напряжение прикосновения на корпусе относительно земли за местом обрыва снизится до назначения:

(4.6)

где:	Iз
	Rn

Корпуса электрооборудования, присоединенные к нулевому защитному проводнику до места обрыва также окажутся под напряжением относительно земли:

Сумма U_к и U₀равны фазному напряжению:

U_к + U₀= U_ф

Если R_о= R_n, то корпуса, присоединенные к нулевому защитному проводу, как до, так и после обрыва, будут иметь одинаковый потенциал:

U_к = U₀=0,5U_ф

Этот случай является наименее опасным, так как при других соотношениях R₀ и R_nчасть корпусов будет находиться под напряжением большим 0,5U_ф, а другая часть корпусов под напряжением меньшим 0,5U_ф.

Поэтому повторное заземление значительно уменьшает опасность поражения электрическим током, возникающую при обрыве нулевого защитного проводника, но не может обеспечить условий безопасности, которые существовали до обрыва.

В сети, где применяется защитное зануление, запрещается заземлять корпус электроприемника, не присоединив его к нулевому защитному проводу.

Объясняется это тем, что в случае замыкания фазы на заземленный, но не присоединенный к нулевому защитному проводнику корпус электрооборудования (рис. 4.14), образуется цепь тока I_з через сопротивление заземления этого корпуса R_з и сопротивление нейтрали источника тока R₀.

Рис. 4.10. Схема, поясняющая недопустимость заземления и зануления разных корпусов электрооборудования в одной сети.

В результате между этим корпусом и землей возникает напряжение:

U_к = I_зR_з

Одновременно возникает напряжение между нулевым защитным проводником и землей (между всеми корпусами присоединенными к нулевому защитному проводнику и землей):

U₀= I_зR₀

При R_з= R_о, U_к и U₀ будут одинаковыми и равными половине фазного напряжения.

Например, в сети с U_ф=220В напряжение между каждым корпусом и землёй будет равно 110В.

Указанные напряжения могут существовать длительно, пока электроустановка не будет отключена от сети вручную, т.к. защита из‑за малого значения тока I_з может не сработать.

Следует отметить, что одновременное заземление и зануление одного и того же корпуса наоборот улучшает условия безопасности, т.к. создаёт дополнительное заземление нулевого проводника.

При замыканиях на корпус зануление создает цепь однофазного короткого замыкания. В результате срабатывает максимально-токовая защита (МТЗ) и аварийный участок цепи отключается от сети. Кроме того, до срабатывания ток к.з. вызывает перераспределение напряжений в сети и, как следствие, снижение напряжения аварийного корпуса относительно цепи (снижается напряжение прикосновения). Быстродействием МТЗ определяется время воздействия поражающего фактора опасности. (Чем меньше время срабатывания защиты, тем меньше опасность поражения человека при прикосновении к зануленному аварийному корпусу).

При замыкании на зануленный корпус в цепи одного из фазных проводов возникает ток короткого замыкания (I_к). Этот ток определяется фазным напряжением источника питания (U), сопротивлением цепи фазного (Z_ф) и нулеваго (Z_н) проводов:

Сопротивление цепи «фаза-нуль» Z_ф+Z_н выражается комплексными величинами. Это объясняется тем, что при протекании больших токов при надлежащем выполнении зануления I_к должен превышать I_ср и тем самым обеспечить срабатывание максимальной токовой защиты и, следовательно, безопасность людей имеющих контакт с зануленным электрооборудованием.

Зануление как и защитное заземление, необходимо выполнять в следующих случаях:

• в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных в отношении поражения электрическим током, а также вне помещений при напряжении электроустановок выше 42 В переменного и 110 В постоянного тока;

• в помещениях без повышенной опасности при напряжении электроустановок 380 В и выше переменного и 440 В и выше постоянного тока;

• во взрывоопасных зонах независимо от напряжения электроустановок (в том числе до 42 В переменного и до 110 В постоянного тока).

Зануление корпусов переносных электроприёмников осуществляется специальной жилой, находящейся в одной оболочке с фазными жилами питающего кабеля и соединяющей корпус электроприёмника с нулевым защитным проводником питающей линии.

Присоединять корпуса переносных электроприёмников к нулевому рабочему проводу линии недопустимо, так как в случае его обрыва все корпуса, присоединённые окажутся под фазным напряжением относительно земли.

Рис. 4.11. Зануление переносного однофазного электроприёмника, включенного между фазами и нулевым рабочим проводами.

а – правильно; б – неправильно

Если нулевой рабочий провод линии является одновременно нулевым защитным, то присоединение к нему корпусов электрооборудования должно выполняться отдельным проводником. Запрещается использовать для жтой цели нулевой рабочий проводник, идущий в электроприёмник, т.к. при случайном его обрыве корпус окажется под фазным напряжением.

Рис. 4.12. Зануление переносного однофазного электроприёмника, включенного между фазами проводом и нулевым рабочим, являющимся одновременно нулевым защитным проводником:

а – правильно; б – неправильно

ПУЭ нормируют максимальные значения сопротивлений заземляющих устройств:

• в электроустановках напряжением выше 1 кВ в сетях с эффективно заземленной нейтралью сопротивление заземляющего устройствав любое время года должно быть не более 0,5 Ом.

• в электроустановках напряжением выше 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью должно быть R 250/I, Ом, но не более 10 Ом, где I –расчетный ток замыкания на землю, А.

• в электроустановках напряжением до 1 кВ в сетях с глухозаземленной нейтралью сопротивление заземляющего устройства, к которым присоединены нейтрали генератора или трансформатора в любое время года должно быть не более 2, 4 и 8 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника 3-х фазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока.

• В электроустановках напряжением до 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью сопротивление заземляющего устройства используемого для защитного заземления открытых проводящих частей в системе IT должно быть

R  U_пр /I, Ом

где:	Uпр
	I

studfiles.net

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.

pue8.ru

ПУЭ Раздел 7 => Зануление и заземление. Молниезащита и защита от статического электричества . Глава 7.4. Электроустановки в…

ЗАНУЛЕНИЕ И ЗАЗЕМЛЕНИЕ

 

7.3.132. На взрывоопасные зоны любого класса в помещениях и на наружные взрывоопасные установки распространяются приведенные в 1.7.38 требования о допустимости применения в электроустановках до 1 кВ глухозаземленной или изолированной нейтрали. При изолированной нейтрали должен быть обеспечен автоматический контроль изоляции сети с действием на сигнал и контроль исправности пробивного предохранителя.

7.3.133. Во взрывоопасных зонах классов B-I, B-Iа и B-II рекомендуется применять защитное отключение (см. гл. 1.7). Во взрывоопасных зонах любого класса должно быть выполнено уравнивание потенциалов согласно 1.7.47.

7.3.134. Во взрывоопасных зонах любого класса подлежат занулению (заземлению) также:

а) во изменение 1.7.33 – электроустановки при всех напряжениях переменного и постоянного тока;

б) электрооборудование, установленное на зануленных (заземленных) металлических конструкциях, которые в соответствии с 1.7.48, п. 1 в невзрывоопасных зонах разрешается не занулять (не заземлять). Это требование не относится к электрооборудованию, установленному внутри зануленных (заземленных) корпусов шкафов и пультов.

В качестве нулевых защитных (заземляющих) проводников должны быть использованы проводники, специально предназначенные для этой цели.

7.3.135. В электроустановках до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью зануление электрооборудования должно осуществляться:

а) в силовых сетях во взрывоопасных зонах любого класса – отдельной жилой кабеля или провода;

б) в осветительных сетях во взрывоопасных зонах любого класса, кроме класса B-I, – на участке от светильника до ближайшей ответвительной коробки – отдельным проводником, присоединенным к нулевому рабочему проводнику в ответвительной коробке;

в) в осветительных сетях во взрывоопасной зоне класса B-I – отдельным проводником, проложенным от светильника до ближайшего группового щитка;

г) на участке сети от РУ и ТП, находящихся вне взрывоопасной зоны, до щита, сборки, распределительного пункта и т. п., также находящихся вне взрывоопасной зоны, от которых осуществляется питание электроприемников, расположенных во взрывоопасных зонах любого класса, допускается в качестве нулевого защитного проводника использовать алюминиевую оболочку питающих кабелей.

7.3.136. Нулевые защитные проводники во всех звеньях сети должны быть проложены в общих оболочках, трубах, коробах, пучках с фазными проводниками.

7.3.137. В электроустановках до 1 кВ и выше с изолированной нейтралью заземляющие проводники допускается прокладывать как в общей оболочке с фазными, так и отдельно от них.

Магистрали заземления должны быть присоединены к заземлителям в двух или более разных местах и по возможности с противоположных концов помещения.

7.3.138. Использование металлических конструкций зданий, конструкций производственного назначения, стальных труб электропроводки, металлических оболочек кабелей и т. п. в качестве нулевых защитных (заземляющих) проводников допускается только как дополнительное мероприятие.

7.3.139. В электроустановках до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью в целях обеспечения автоматического отключения аварийного участка проводимость нулевых защитных проводников должна быть выбрана такой, чтобы при замыкании на корпус или нулевой защитный проводник возникал ток КЗ, превышающий не менее чем в 4 раза номинальный ток плавкой вставки ближайшего предохранителя и не менее чем в 6 раз ток расцепителя автоматического выключателя, имеющего обратнозависимую от тока характеристику.

При защите сетей автоматическими выключателями, имеющими только электромагнитный расцепитель (без выдержки времени), следует руководствоваться требованиями, касающимися кратности тока КЗ и приведенными в 1.7.79.

7.3.140. Расчетная проверка полного сопротивления петли фаза – нуль в электроустановках напряжением до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью должна предусматриваться для всех электроприемников, расположенных во взрывоопасных зонах классов B-I и B-II, и выборочно (но не менее 10% общего количества) для электроприемников, расположенных во взрывоопасных зонах классов B-Iа, B-Iб, B-Iг и ВIIа и имеющих наибольшее сопротивление петли фаза – нуль.

7.3.141. Проходы специально проложенных нулевых защитных (заземляющих) проводников через стены помещений со взрывоопасными зонами должны производиться в отрезках труб или в проемах. Отверстия труб и проемов должны быть уплотнены несгораемыми материалами. Соединение нулевых защитных (заземляющих) проводников в местах проходов не допускается.

 

МОЛНИЕЗАЩИТА И ЗАЩИТА ОТ СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА

 

7.3.142. Защита зданий, сооружений и наружных установок, имеющих взрывоопасные зоны, от прямых ударов молнии и вторичных ее проявлений должна выполняться в соответствии с РД 34.21.122-87 “Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений” Минэнерго СССР.

7.3.143. Защита установок от статического электричества должна выполняться в соответствии с действующими нормативными документами.

Глава 7.4

 

ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ В ПОЖАРООПАСНЫХ ЗОНАХ

 

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

 

7.4.1. Настоящая глава Правил распространяется на электроустановки, размещаемые в пожароопасных зонах внутри и вне помещений. Эти электроустановки должны удовлетворять также требованиям других разделов Правил в той мере, в какой они не изменены настоящей главой.

Выбор и установка электрооборудования (машин, аппаратов, устройств) и сетей для пожароопасных зон выполняются в соответствии с настоящей главой Правил на основе классификации горючих материалов (жидкостей, пылей и волокон).

Требования к электроустановкам жилых и общественных зданий приведены в гл. 7.1, а к электроустановкам зрелищных предприятий, клубных учреждений и спортивных сооружений – в гл. 7.2.

 

ОПРЕДЕЛЕНИЯ. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

 

7.4.2. Пожароопасной зоной называется пространство внутри и вне помещений, в пределах которого постоянно или периодически обращаются горючие (сгораемые) вещества и в котором они могут находиться при нормальном технологическом процессе или при его нарушениях.

Классификация пожароопасных зон приведена в 7.4.3-7.4.6.

7.4.3. Зоны класса П-I – зоны, расположенные в помещениях, в которых обращаются горючие жидкости с температурой вспышки выше 61°С (см. 7.3.12).

7.4.4. Зоны класса П-II- зоны, расположенные в помещениях, в которых выделяются горючие пыль или волокна с нижним концентрационным пределом воспламенения более 65 г/м³ к объему воздуха.

7.4.5. Зоны класса П-IIа – зоны, расположенные в помещениях, в которых обращаются твердые горючие вещества.

7.4.6. Зоны класса П-III -расположенные вне помещения зоны, в которых обращаются горючие жидкости с температурой вспышки выше 61°С или твердые горючие вещества.

7.4.7. Зоны в помещениях и зоны наружных установок в пределах до 5 м по горизонтали и вертикали от аппарата, в которых постоянно или периодически обращаются горючие вещества, но технологический процесс ведется с применением открытого огня, раскаленных частей либо технологические аппараты имеют поверхности, нагретые до температуры самовоспламенения горючих паров, пылей или волокон, не относятся в части их электрооборудования к пожароопасным. Класс среды в помещениях или среды наружных установок за пределами указанной 5-метровой зоны следует определять в зависимости от технологических процессов, применяемых в этой среде.

Зоны в помещениях и зоны наружных установок, в которых твердые, жидкие и газообразные горючие вещества сжигаются в качестве топлива или утилизируются путем сжигания, не относятся в части их электрооборудования к пожароопасным.

7.4.8. Зоны в помещениях вытяжных вентиляторов, а также в помещениях приточных вентиляторов (если приточные системы работают с применением рециркуляции воздуха), обслуживающих помещения с пожароопасными зонами класса П-II, относятся также к пожароопасным зонам класса П-II.

Зоны в помещениях вентиляторов местных отсосов относятся к пожароопасным зонам того же класса, что и обслуживаемая ими зона.

Для вентиляторов, установленных за наружными ограждающими конструкциями и обслуживающих пожароопасные зоны класса П-II и пожароопасные зоны любого класса местных отсосов, электродвигатели выбираются как для пожароопасной зоны класса П-III.

7.4.9. Определение границ и класса пожароопасных зон должно производиться технологами совместно с электриками проектной или эксплуатационной организации.

В помещениях с производствами (и складов) категории В электрооборудование должно удовлетворять, как правило, требованиям гл. 7.4 к электроустановкам в пожароопасных зонах соответствующего класса.

7.4.10. При размещении в помещениях или наружных установках единичного пожароопасного оборудования, когда специальные меры против распространения пожара не предусмотрены, зона в пределах до 3 м по горизонтали и вертикали от этого оборудования является пожароопасной.

7.4.11. При выборе электрооборудования, устанавливаемого в пожароопасных зонах, необходимо учитывать также условия окружающей среды (химическую активность, атмосферные осадки и т.п.).

7.4.12. Неподвижные контактные соединения в пожароопасных зонах любого класса должны выполняться сваркой, опрессовкой, пайкой, свинчиванием или иным равноценным способом. Разборные контактные соединения должны быть снабжены приспособлением для предотвращения самоотвинчивания.

7.4.13. Защита зданий, сооружений и наружных установок, содержащих пожароопасные зоны, от прямых ударов молнии и вторичных ее проявлений, а также заземление установленного в них оборудования (металлических сосудов, трубопроводов и т. п.), содержащего горючие жидкости, порошкообразные или волокнистые материалы и т. п., для предотвращения искрения, обусловленного статическим электричеством, должны выполняться в соответствии с действующими нормативами по проектированию и устройству молниезащиты зданий и сооружений и защиты установок от статического электричества.

В пожароопасных зонах любого класса должны быть предусмотрены меры для снятия статических зарядов с оборудования.

7.4.14. Заземление электрооборудования в пожароопасных зонах должно выполняться в соответствии с гл. 1.7.

 

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ

 

7.4.15. В пожароопасных зонах любого класса могут применяться электрические машины с классами напряжения до 10 кВ при условии, что их оболочки имеют степень защиты по ГОСТ 17494-72* не менее указанной в табл. 7.4.1.

В пожароопасных зонах любого класса могут применяться электрические машины, продуваемые чистым воздухом с вентиляцией по замкнутому или разомкнутому циклу. При вентиляции по замкнутому циклу в системе вентиляции должно быть предусмотрено устройство для компенсации потерь воздуха и создания избыточного давления в машинах и воздуховодах.

Допускается изменять степень защиты оболочки от проникновения воды (2-я цифра обозначения) в зависимости от условий среды, в которой машины устанавливаются.

До освоения электропромышленностью крупных синхронных машин, машин постоянного тока и статических преобразовательных агрегатов в оболочке со степенью зашиты IP44 допускается применять в пожароопасных зонах класса П-IIа машины и агрегаты со степенью защиты оболочки не менее IP20.

7.4.16. Воздух для вентиляции электрических машин не должен содержать паров и пыли горючих веществ. Выброс отработавшего воздуха при разомкнутом цикле вентиляции в пожароопасную зону не допускается.

 

Таблица 7.4.1

 

Минимальные допустимые степени защиты оболочек электрических машин в зависимости от класса пожароопасной зоны

 

Вид установки и условия работы	Степень защиты оболочки для пожароопасной зоны класса
	П-I	П-II	П-IIа	П-III
Стационарно установленные машины, искрящие или с искрящими частями по условиям работы	IP44	IP54*	IP44	IP44
Стационарно установленные машины, не искрящие и без искрящих частей по условиям работы	IP44	IP44	IP44	IP44
Машины с частями, искрящими и не искрящими по условиям работы, установленные на передвижных механизмах и установках (краны, тельферы, электротележки и т.п.)	IP44	IP54*	IP44	IP44

____________

* До освоения электропромышленностью машин со степенью защиты оболочки IP54 могут применяться машины со степенью защиты оболочки IP44.

 

7.4.17. Электрооборудование переносного электрифицированного инструмента в пожароопасных зонах любого класса должно быть со степенью защиты оболочки не менее IP44; допускается степень защиты оболочки IP33 при условии выполнения специальных технологических требований к ремонту оборудования в пожароопасных зонах.

7.4.18. Электрические машины с частями, нормально искрящими по условиям работы (например, электродвигатели с контактными кольцами), должны располагаться на расстоянии не менее 1 м от мест размещения горючих веществ или отделяться от них несгораемым экраном.

7.4.19. Для механизмов, установленных в пожароопасных зонах, допускается применение электродвигателей с меньшей степенью защиты оболочки, чем указано в табл. 7.4.1, при следующих условиях:

электродвигатели должны устанавливаться вне пожароопасных зон;

привод механизма должен осуществляться при помощи вала, пропущенного через стену, с устройством в ней сальникового уплотнения.

 

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ И ПРИБОРЫ

 

7.4.20. В пожароопасных зонах могут применяться электрические аппараты, приборы, шкафы и сборки зажимов, имеющие степень защиты оболочки по ГОСТ 14255-69* не менее указанной в табл. 7.4.2.

 

Таблица 7.4.2

 

Минимальные допустимые степени защиты оболочек электрических аппаратов, приборов, шкафов и сборок зажимов в зависимости от класса пожароопасной зоны

 

Вид установки и условия работы	Степень защиты оболочки для пожароопасной зоны класса
	П-I	П-II	П-IIа	П-III
Установленные стационарно или на передвижных механизмах и установках (краны, тельферы, электротележки и т.п.), искрящие по условиям работы	IP44	IP54	IP44	IP44
Установленные стационарно или на передвижных механизмах и установках, не искрящие по условиям работы	IP44	IP44	IP44	IP44
Шкафы для размещения аппаратов и приборов	IP44	IP54* IP44**	IP44	IP44
Коробки сборок зажимов силовых и вторичных цепей	IP44	IP44	IP44	IP44

__________

* При установке в них аппаратов и приборов, искрящих по условиям работы. До освоения электропромышленностью шкафов со степенью защиты оболочки IP54 могут применяться шкафы со степенью защиты оболочки IP44.

** При установке в них аппаратов и приборов, не искрящих по условиям работы.

 

Допускается изменять степень защиты оболочки от проникновения воды (2-я цифра обозначения) в зависимости от условий среды, в которой аппараты и приборы устанавливаются.

7.4.21. Аппараты и приборы, устанавливаемые в шкафах, могут иметь меньшую степень защиты оболочки, чем указано в табл. 7.4.2 (в том числе исполнение IP00), при условии, что шкафы имеют степень защиты оболочки не ниже указанной в табл. 7.4.2 для данной пожароопасной зоны.

7.4.22. В пожароопасных зонах любого класса могут применяться аппараты, приборы, шкафы и сборки зажимов, продуваемые чистым воздухом под избыточным давлением.

7.4.23. В пожароопасных зонах любого класса могут применяться аппараты и приборы в маслонаполненном исполнении (за исключением кислородных установок и подъемных механизмов, где применение этих аппаратов и приборов запрещается).

7.4.24. Щитки и выключатели осветительных сетей рекомендуется выносить из пожароопасных зон любого класса, если это не вызывает существенного удорожания и расхода цветных металлов.

Электроустановки запираемых складских помещений, в которых есть пожароопасные зоны любого класса, должны иметь аппараты для отключения извне силовых и осветительных сетей независимо от наличия отключающих аппаратов внутри помещений. Отключающие аппараты должны быть установлены в ящике из несгораемого материала с приспособлением для пломбирования на ограждающей конструкции из несгораемого материала, а при ее отсутствии – на отдельной опоре.

Отключающие аппараты должны быть доступны для обслуживания в любое время суток.

7.4.25. Если в пожароопасных зонах любого класса по условиям производства необходимы электронагревательные приборы, то нагреваемые рабочие части их должны быть защищены от соприкосновения с горючими веществами, а сами приборы установлены на поверхности из негорючего материала. Для защиты от теплового излучения электронагревательных приборов необходимо устанавливать экраны из несгораемых материалов.

В пожароопасных зонах любого класса складских помещений, а также в зданиях архивов, музеев, галерей, библиотек (кроме специально предназначенных помещений, например буфетов) применение электронагревательных приборов запрещается.

 

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МЕХАНИЗМЫ

 

7.4.26. Степень защиты оболочки электрооборудования, применяемого для кранов, талей и аналогичных им механизмов, должна соответствовать табл. 7.4.1-7.4.3.

7.4.27. Токоподвод подъемных механизмов (кранов, талей и т. п.) в пожароопасных зонах классов П-I и П-II должен выполняться переносным гибким кабелем с медными жилами, с резиновой изоляцией, в оболочке, стойкой к окружающей среде. В пожароопасных зонах классов П-IIа и П-III допускается применение троллеев и троллейных шинопроводов, но они не должны быть расположены над местами размещения горючих веществ.

 

Таблица 7.4.3

 

Минимальные допустимые степени защиты светильников в зависимости от класса пожароопасной зоны

 

Источники света, устанавливаемые в светильниках	Степень защиты светильников для пажароопасной зоны класса
	П-I	П-II	П-IIа, а также П-II при наличии местных нижних отсосов и общеобменной вентиляции	П-III
Лампы накаливания	IP53	IP53	2’3	2’3
Лампы ДРЛ	IP53	IP53	IP23	IP23
Люминесцентные лампы	5’3	5’3	IP23	IP23

 

Примечание. Допускается изменять степень защиты оболочки от проникновения воды (2-я цифра обозначения) в зависимости от условий среды, в которой устанавливаются светильники.

firenotes.ru

Зануление – это… Что такое Зануление?

Зануление — это преднамеренное электрическое соединение открытых проводящих частей электроустановок, не находящихся в нормальном состоянии под напряжением, с глухозаземлённой нейтральной точкой генератора или трансформатора, в сетях трёхфазного тока; с глухозаземлённым выводом источника однофазного тока; с заземлённой точкой источника в сетях постоянного тока, выполняемое в целях электробезопасности.

Защитное зануление является основной мерой защиты при косвенном прикосновении в электроустановках до 1 кВ с глухозаземлённой нейтралью.

Принцип действия

Принцип действия зануления

Принцип работы зануления: если напряжение (фаза) попадает на соединённый с нулем металлический корпус прибора, происходит короткое замыкание. Сила тока в цепи при этом увеличивается до очень больших величин, что вызывает быстрое срабатывание аппаратов защиты (автоматические выключатели, плавкие предохранители), которые отключают линию, питающую неисправный прибор. В любом случае, ПУЭ регламентируют время автоматического отключения поврежденной линии. Для номинального фазного напряжения сети 380/220 В оно не должно превышать 0,4 с.

Зануление осуществляется специально предназначенными для этого проводниками. При однофазной проводке — это, например, третья жила провода или кабеля.

Для того, чтобы отключение аппарата защиты произошло в предусмотренное правилами время, сопротивление петли «фаза-ноль» должно быть небольшим, что, в свою очередь, накладывает на все соединения и монтаж сети жесткие требования качества, иначе зануление может оказаться неэффективным.

Помимо быстрого отключения неисправной линии от электроснабжения, благодаря тому, что нейтраль заземлена, зануление обеспечивает низкое напряжение прикосновения на корпусе электроприбора. Это исключает вероятность поражения током человека. Поскольку нейтраль заземлена, зануление можно рассматривать как специфическую разновидность заземления.

Различают зануление систем TN-C, TN-C-S и TN-S.

Система зануления TN-C

Система зануления TN-C

Простая система зануления, в которой нулевой проводник N и нулевой защитный PE совмещены на всей своей длине. Совместный проводник обозначается аббревиатурой PEN. Имеет существенные недостатки, главный из которых — высокие требования к системам уравнивания потенциалов и сечению PEN-проводника. Применяется для электроснабжения трехфазных нагрузок, например асинхронных двигателей. Применение данной системы в однофазных групповых и распределительных сетях запрещено:

1.7.132. Не допускается совмещение функций нулевого защит­ного и нулевого рабочего проводников в цепях однофазного и по­стоянного тока. В качестве нулевого защитного проводника в таких цепях должен быть предусмотрен отдельный третий проводник.

— ПУЭ-7^[1]

Система зануления TN-C-S

Усовершенствованная система зануления, предназначенная для обеспечения электробезопасности однофазных сетей электроустановок. Она состоит из совмещённого PEN-проводника, который соединён с глухозаземленной нейтралью питающего электроустановку трансформатора. В точке, где трёхфазная линия разветвляется на однофазные потребители (например в этажном щите многоквартирного дома или в подвале такого дома) PEN-проводник разделяется на PE- и N-проводники, непосредственно подходящие к однофазным потребителям.

Система зануления TN-S

Наиболее совершенная, дорогая и безопасная система зануления, получившая распространение, в частности, в Великобритании^[2]. В этой системе нулевой защитный и нулевой проводники разделены на всей своей длине, что исключает вероятность ее выхода из строя при аварии на линии или ошибке в монтаже электропроводки.

Ошибки в реализации зануления

Иногда ошибочно^{[источник не указан 1309 дней]} 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 (комплектной трансформаторной подстанции). Такое мнение ошибочно, потому что сопротивление заземления, особенно кустарного, гораздо больше сопротивления даже длинного провода. И при замыкании фазы на заземлённый таким образом корпус электроприбора ток замыкания из-за большого сопротивления местного заземления может оказаться недостаточным для срабатывания АВ (автоматического выключателя) 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 невозможно.

Поэтому раньше, до начала массового применения УЗО, заземление корпусов электроприемников без их зануления (то есть заземление по системе ТТ) вообще не допускалось. Пункт 1.7.39 ПУЭ-6:

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

Распространённым заблуждением является утверждение, что согласно новой редакции ПУЭ (п. 1.7.59), заземление корпусов электроприемников без их зануления допускается, но только при обязательном применении УЗО. Пункт 1.7.59 ПУЭ-7:

Питание электроустановок напряжением до 1 кВ от источника с глухозаземлённой нейтралью и с заземлением открытых проводящих частей при помощи заземлителя, не присоединенного к нейтрали (система ТТ), допускается только в тех случаях, когда условия электробезопасности в системе TN не могут быть обеспечены. Для защиты при косвенном прикосновении в таких электроустановках должно быть выполнено автоматическое отключение питания с обязательным применением УЗО. При этом должно быть соблюдено условие: Ra * Iа ≤ 50 В, где Iа — ток срабатывания защитного устройства; Ra — суммарное сопротивление заземлителя и заземляющего проводника, при применении УЗО для защиты нескольких электроприемников — заземляющего проводника наиболее удалённого электроприемника.

В рассматриваемом пункте ПУЭ речь идет о системе ТТ. Указывается, что в системе ТТ электробезопасность при косвенном прикосновении обеспечивается используя УЗО. Система сети определяется состоянием нейтрали источника питания (п. 1.7.3), в большинстве случаев трансформатора подстанции, а также способами подключения открытых проводящих частей оборудования к элементам защиты, которые четко определены для каждой системы — глухозаземлённой нейтрали трансформатора или заземляющему устройству. В настоящее время, для питания подавляющего количества электроустановок (дачные участки, жилые и производственные здания и т. д.), используется система TN, где открытые части электроустановки присоединены к глухозаземлённой нейтрали источника питания. Таким образом, указания пункта 1.7.59 относятся к другой, не получившей широкого распространения, схеме сети и не могут быть использованы для обеспечения электробезопасности в сетях, выполненных по схеме TN.

См. также

Примечания

Литература

Вайнштейн Л. И. Меры безопасности при эксплуатации электроустанок потребителей. — М.: Энергия, 1977. — 176 с.

Ссылки

dic.academic.ru

Заземление и зануление пуэ

Вечный спор — зануление и заземление

Очень много споров и обсуждений возникает на тему заземления и зануления, а также целесообразности применения этих систем в различных установках. Как раз разницу между этими двумя системами безопасности необходимо знать и понимать для избежания в последующем опасных ситуаций. Основная проблема, как правило, заключается в том, что не все до конца понимают, чем отличается зануление от заземления, но мы попытаемся разобраться в этом.

Зануление

С ПУЭ (правила эксплуатации электроустановок) известно, что по мерам электробезопасности электроустановки (до 1000 Вольт) разделяют на системы, в которых нейтраль (нулевой проводник) глухо заземлена, и где нейтраль изолирована.

При глухо заземленной нейтрали нулевую точку трансформатора или генератора соединяют с заземляющим устройством напрямую или через очень малое сопротивление:

С изолированной нейтралью – схема не подключается к заземляющим элементам или подключается через большое сопротивление и будет иметь такой вид:

Проводник, который выполняет роль рабочего нулевого и защитного проводника обозначается на схеме PEN. Схема показана ниже:

Итак, согласно ПУЭ, занулением в электрических установках называют соединение частей этой установки, которые в нормальном состоянии не находятся под напряжением (например корпус электроприбора) с глухозаземленной нейтралью генераторов или трансформаторов в сетях трехфазных, с выводами источников однофазных токов, которые глухо заземлены, а также с средними точками в цепях постоянного напряжения, которые также глухозаземленной. В данном типе соединений запрещено последовательное соединение элементов защиты – все устройства должны подключатся к защитной шине ПАРАЛЛЕЛЬНО:

Это правильное крепление защиты

Такой вариант недопустим, так как при отключении рабочего нуля 2, корпус прибора может оказаться под напряжением, относительно земли. Если произойдет обрыв «нуля», то в таком случае весь потенциал сети будет на корпусе устройства, что небезопасно.

Если соединению подлежат несколько устройств, то защитный провод каждого прибора выводится отдельно и крепится к общей нулевой шине. Также в защитной цепи не должно быть никаких коммутирующих устройств (автоматы, рубильники, разъединители и так далее).

Заземление

Согласно того же ПУЭ заземлением является соединение частей электроустановки с заземляющим устройством с целью предотвращения поражения электричеством людей и животных. Этот проводник имеет маркировку PE. Главным отличием от зануления здесь будет то, что при заземлении, как правило, используют отдельный контур заземления, а не заземленную нейтраль трансформатора (генератора):

Где 1 – фаза, 2 – нейтраль, 3 – заземление защитное. Эта система заземления полностью независима от нулевого проводника сети и часто применяется в системах с изолированной нейтралью. Такие схемы часто применяются в жилых домах для подключения защитного заземления к бытовым электроприборам

Подключение бытовых устройств к заземлению

Если ваше устройство имеет три клеммы подключения (фаза, нейтраль, заземление) как показано ниже:

Но в вашей квартире или доме отсутствует заземляющий проводник, то совмещение функций нулевого рабочего и защитного проводников ЗАПРЕЩЕНЫ  ПУЭ пунктом 1.7.132., то есть запрещено ставить перемычку между нулем и заземлителем:

Это обусловлено тем, что при потере соединения точки 2 с защитным нулем PEN корпус устройства окажется под потенциалом сети, а также если в случае выполнения каких-то ремонтных работ фаза и ноль будут перепутаны местами – то вы получаете гарантированное напряжение на корпусе вашего прибора, что делает его опасным для окружающих.

Провод защитного заземления имеет желто-зеленую изоляцию:

Поэтому если возникает необходимость подключить защитное заземление для однофазной цепи, то необходимо иметь отдельный защитный проводник. Если у вас его нет, то не стоит экспериментировать, а лучше позвать профессионального электрика, который сможет правильно подключить ваше электрооборудование.

elenergi.ru

Зануление и заземление / ПУЭ 7

7.3.132. На взрывоопасные зоны любого класса в помещениях и на наружные взрывоопасные установки распространяются приведенные в 1.7.38 требования о допустимости применения в электроустановках до 1 кВ глухозаземленной или изолированной нейтрали. При изолированной нейтрали должен быть обеспечен автоматический контроль изоляции сети с действием на сигнал и контроль исправности пробивного предохранителя. ¶

7.3.133. Во взрывоопасных зонах классов B-I, B-Iа и B-II рекомендуется применять защитное отключение (см. гл. 1.7). Во взрывоопасных зонах любого класса должно быть выполнено уравнивание потенциалов согласно 1.7.47. ¶

7.3.134. Во взрывоопасных зонах любого класса подлежат занулению (заземлению) также: ¶

а) во изменение 1.7.33 — электроустановки при всех напряжениях переменного и постоянного тока; ¶

б) электрооборудование, установленное на зануленных (заземленных) металлических конструкциях, которые в соответствии с 1.7.48, п. 1 в невзрывоопасных зонах разрешается не занулять (не заземлять). Это требование не относится к электрооборудованию, установленному внутри зануленных (заземленных) корпусов шкафов и пультов. ¶

В качестве нулевых защитных (заземляющих) проводников должны быть использованы проводники, специально предназначенные для этой цели. ¶

7.3.135. В электроустановках до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью зануление электрооборудования должно осуществляться: ¶

а) в силовых сетях во взрывоопасных зонах любого класса отдельной жилой кабеля или провода; ¶

б) в осветительных сетях во взрывоопасных зонах любого класса, кроме класса B-I, — на участке от светильника до ближайшей ответвительной коробки — отдельным проводником, присоединенным к нулевому рабочему проводнику в ответвительной коробке; ¶

в) в осветительных сетях во взрывоопасной зоне класса B-I — отдельным проводником, проложенным от светильника до ближайшего группового щитка; ¶

г) на участке сети от РУ и ТП, находящихся вне взрывоопасной зоны, до щита, сборки, распределительного пункта и т. п., также находящихся вне взрывоопасной зоны, от которых осуществляется питание электроприемников, расположенных во взрывоопасных зонах любого класса, допускается в качестве нулевого защитного проводника использовать алюминиевую оболочку питающих кабелей. ¶

7.3.136. Нулевые защитные проводники во всех звеньях сети должны быть проложены в общих оболочках, трубах, коробах, пучках с фазными проводниками. ¶

7.3.137. В электроустановках до 1 кВ и выше с изолированной нейтралью заземляющие проводники допускается прокладывать как в общей оболочке с фазными, так и отдельно от них. ¶

Магистрали заземления должны быть присоединены к заземлителям в двух или более разных местах и по возможности с противоположных концов помещения. ¶

7.3.138. Использование металлических конструкций зданий, конструкций производственного назначения, стальных труб электропроводки, металлических оболочек кабелей и т. п. в качестве нулевых защитных (заземляющих) проводников допускается только как дополнительное мероприятие. ¶

7.3.139. В электроустановках до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью в целях обеспечения автоматического отключения аварийного участка проводимость нулевых защитных проводников должна быть выбрана такой, чтобы при замыкании на корпус или нулевой защитный проводник возникал ток КЗ, превышающий не менее чем в 4 раза номинальный ток плавкой вставки ближайшего предохранителя и не менее чем в 6 раз ток расцепителя автоматического выключателя, имеющего обратнозависимую от тока характеристику. ¶

При защите сетей автоматическими выключателями, имеющими только электромагнитный расцепитель (без выдержки времени), следует руководствоваться требованиями, касающимися кратности тока КЗ и приведенными в 1.7.79. ¶

7.3.140. Расчетная проверка полного сопротивления петли фаза-нуль в электроустановках напряжением до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью должна предусматриваться для всех электроприемников, расположенных во взрывоопасных зонах классов B-I и B-II, и выборо

etkfaza.ru

Что такое зануление

1. Описание

Сегодня нашу жизнь трудно представить без ежедневной эксплуатации всевозможных электрических приборов. Однако, практическое использование тока небезопасно без защитных систем. Возможны случаи, когда защитные устройства (пробки, автоматы и др.) могут не сработать, в результате чего происходит повреждение внутренней изоляции и возникает повышенное напряжение на металлическом корпусе оборудования. Для защиты человека от возможного поражения электрическим током в процессе эксплуатации электроприборов и бытовой техники, разработаны всевозможные защитные мероприятия, к числу которых относится и зануление. Данная статья написана с целью объяснить читателю, в чем заключается особенность зануления, как способа защиты электросетей, в каких случаях применятся и чем отличается от защитного заземления.

Зануление используют для обеспечения электробезопасности систем с PEN, PE или N проводниками. К ним относят сети с глухозаземленной нейтралью: TN-C, TN-S и TN-C-S. Основное различие в организации зануления для указанных систем состоит в схеме соединения нулевых защитных и рабочих проводников.

Система зануления TN-C

Система зануления TN-C на сегодняшний день относится к устаревшей, так как преобладает в зданиях старого жилого фонда. Для нее характерно наличие совмещенного по всей длине нулевого защитного и нулевого рабочего проводника PEN. Используется для электроснабжения в трехфазных сетях. Запрещена для групповых и распределительных однофазных сетей. Данная система достаточно проста в организации, однако не обеспечивает достаточного уровня электробезопасности, что делает невозможным ее применение при строительстве новых зданий.

Система зануления TN-C-S

Представляет собой улучшенный вариант системы зануления TN-C для обеспечения электробезопасности в однофазных сетях. В точке разветвления трёхфазной линии на однофазные совмещенный PEN-проводник разделяют на PE- и N-проводники, подводя их к однофазным потребителям. Данная система зануления, при относительно небольшом удорожании, отличается более высоким уровнем безопасности.

Система зануления TN-S

Считается наиболее совершенной и безопасной схемой зануления. Принцип действия основан на разделении по всей длине нулевого защитного и нулевого рабочего проводников. К нулевому защитному проводнику PE присоединяют все металлические элементы электроустановки. Во избежание повторного заземления устраивают трансформаторную подстанцию, имеющую основное заземление.

Электробезопасность при занулении

Используя схему защитного зануления важно учитывать, что ток при коротком замыкании должен достигать значения, достаточного для срабатывания электромагнитного расцепителя автоматического выключателя или плавления вставки предохранителя. В противном случае ток замыкания свободно будет протекать по электрической цепи, что приведет к нарастанию напряжения на поврежденном участке и на всех зануленных элементах электроустановки до величины, при которой вероятность поражения током от корпуса прибора многократно возрастет. Получается, что надежность системы зануления определяется по большей части надежностью используемого нулевого защитного проводника, к которому соответственно предъявляют повышенные требования см. пункты 1.7.121 – 1.7.126 ПУЭ-7. Тщательно проложенный нулевой провод должен отличаться окраской в виде желтых полос по зеленому фону. Кроме того, необходимо постоянно осуществлять контроль за исправностью его состояния. К нулевому проводу запрещается монтировать средства защиты электроустановок, которые при срабатывании могут привести к его повреждению. Соединения нулевых проводов между собой и с металлическими элементами электроустановки, доступными для прикосновения пользователям, должны гарантировать надежный контакт и иметь возможность для осмотра см. пункт 1.7.39, 1.7.40 ПУЭ-7. Значение сопротивления в болтовом соединении с частями электроустановки не должно превышать 0,1 Ом. Контроль за сопротивлением петли “фаза-нуль” осуществляют на этапе приемо-сдаточных работ, при капитальном ремонте и реконструкции сети, а так же в установленные в нормативно-технической документации сроки. Измерения в отключенной электроустановке проводят с помощью вольтметра-амперметра. Кроме того, постоянному контролю подлежит значение сопротивления заземления нейтрали и повторных заземлителей, зависимость времени действия автоматических устройств защиты от тока короткого замыкания.
Для уменьшения удара током, в случае обрыва нулевого провода, рекомендуют выполнять повторные заземления сопротивлением не более 30 Ом через каждые 200 м линии и опор, для чего преимущественно используют естественные заземлители.

2. Нормирование зануления

Технические требования к организации систем защитного зануления определены следующими документами:

• Правила устройства электроустановок (ПУЭ), глава 1.7,
• ГОСТ Р 50571.5.54-2013 (пункт 543),
• ГОСТ 12.1.030-81 (пункт 7).

Механизм зануления основан на автоматическом отключении поврежденного участка сети, время которого не должно превышать значений согласно пункту 1.7.79 ПУЭ-7.

Наибольшее допустимое время защитного автоматического отключения для системы TN

Номинальное фазное напряжение Uo, В	Время отключения, с
127	0,8
220	0,4
380	0,2
более 380	0,1

Нулевой рабочий и защитный проводники должны обладать сопротивлением, достаточным для срабатывания защиты. Активные и индуктивные сопротивления проводников образуют полное сопротивление петли «фаза-ноль». Активные сопротивления проводников зависят от их длины, удельного сопротивления материала и сечения. Индуктивные сопротивления различают для проводников из меди и стали. В стальном проводе они находятся в обратной зависимости от плотности тока и отношения периметра к площади сечения проводника. Индуктивные сопротивления стальных проводников выше, чем медных. В пункте 1.7.126 ПУЭ-7 установлены наименьшие площади поперечного сечения защитных проводников для случаев, когда они изготовлены из того же материала, что и фазные проводники. Сечения защитных проводников из других материалов должны быть эквивалентны по проводимости приведенным.

Наименьшие сечения защитных проводников

Сечение фазных проводников, мм2	Наименьшее сечение защитных проводников, мм2
S ≤ 16	S
16	16
S > 35	S/2

Двухпроводная линия, состоящая из рабочего и защитного проводников, образует один большой виток, сопротивление взаимоиндукции которого (рекомендуемое значение для расчетов – 0,6 Ом/км) зависит от длины линии, диаметра проводов и расстояния между ними. Сопротивление заземления нейтрали источника питания не должно превышать 2, 4 и 8 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока см. пункт 1.7.101 ПУЭ-7. Увеличение тока короткого замыкания достигают путем понижения сопротивления трансформатора и петли, для чего используют схему треугольник-звезда. Обмотки мощных трансформаторов и так имеют не большое сопротивление. Меньшее сопротивление линий зануления достигают выполняя их короткими и простыми, увеличивая сечение проводников, заменяя стальные проводники на изготовленные из цветных металлов с малым индуктивным сопротивлением. Наибольшее сопротивление нулевого защитного провода не должно превышать удвоенного сопротивления фазного провода. Сокращая расстояние между ними, снижают внешнее индуктивное сопротивление. Уменьшение сопротивления повторных заземлителей и приближение их к узлам нагрузки, способствует понижению силы тока на зануленных частях оборудования. Соединение с нулевым проводником всех заземленных металлические конструкций здания повышает потенциал поверхности пола, на котором стоит человек, и тем самым значительно снижает напряжение его прикосновения до величины, примерно равной от 0,1 до 0,01 U_з.

3. Применение зануления

Зануление выполняют на промышленных объектах, часто с расположенным в здании источником питания (генератором или трансформатором), для обеспечения безопасности эксплуатации электроустановок различного назначения и повышения помехоустойчивости при их работе. Согласно требованиям пункта 1.7.101 ПЭУ-7 зануление электроустановок следует выполнять: – при напряжении 380 В и выше переменного тока и 440 В и выше постоянного тока – во всех электроустановках; – при номинальных напряжениях выше 42 В, но ниже 380 В переменного тока и выше 110 В, но ниже 440 В постоянного тока – только в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках. Все электрооборудование промышленных объектов выводят на общий контур заземления и соединяют между собой металлической заземляющей шиной. Полный перечень частей, подлежащих занулению, представлен в главе 1.7 Правил устройства электроустановок (ПУЭ-7). Там же приведен список электрооборудования, преднамеренное зануление которого не требуется. Для электрозащиты объектов жилого фонда зануления практически не применяют. В новостройках заземление организованно централизованно. Современные электроприборы имеют вилку с тремя контактами. Один из контактов подключен к корпусу. Заземление для отдельно взятой квартиры состоит в присоединении к заземлителям корпусов и частей бытовых приборов. Потребность в занулении в таком случае отпадает. Дома старого жилого фонда, как правило, подключенные по системе TNC, могут и вовсе не иметь заземления. Модернизацией электросетей подобных домов должна заниматься специализированная электротехническая компания. Однако, зачастую сами жильцы таких домов прибегают к обустройству запрещенного в данном случае зануления, что является совсем не безопасным способом электрозащиты для жилого сектора. Требования к организации системы защитного зануления, как уже говорилось, определены в нормативных документах. Однако в процессе реализации данного способа защиты электросетей, нередко допускаются ошибки, препятствующие его прямому назначению. Ошибочно мнение о том, что лучше выполнять заземление на отдельный от нулевого проводника контур, ввиду отсутствия сопротивление длинного PEN-проводника от электроприбора до заземлителя подстанции. Однако на деле, сопротивление заземления оказывается гораздо большим, чем у длинного провода. При попадании фазы на заземлённый указанным способом корпус установки, ток замыкания может быть недостаточным для срабатывания автоматических средств защиты электросети. В данном случае напряжение на корпусе достигает опасной для пользователя величины. Даже при применении автоматического выключателя небольшого номинала, не удается обеспечить требуемое ПУЭ время автоматического отключения повреждённой линии от сети.

4. Отличие зануления от заземления

По своему назначению заземление и зануление во многом похожи – обеспечивают защиту пользователя электроустановки от поражения электрическим током. Однако способы и принцип организации такой защиты различны. Обеспечение электробезопасности сетей с использованием системы зануления подробно рассмотрено в предыдущих разделах статьи. Действие защитного заземления основано на принудительном соединении электроустановок с землей с целью снижения напряжения прикосновения до безопасной величины. Избыточный ток, поступающий на корпус электроустановки, отводится напрямую в землю (по заземляющей части). В качестве заземлителя устанавливают заземляющий контур треугольной конфигурации, сопротивление которого должно быть меньше, чем на остальных участках цепи. Отличие зануления от заземления состоит в следующем:

• в способе обеспечения защиты электрических сетей: заземление -снижает напряжение прикосновения, зануление – отключает поврежденную электроустановку от сети, что практически исключает удар током и, с этой точки зрения, является более эффективным средством защиты для использования на промышленных предприятиях. Однако, если говорить о надежности защиты в процессе эксплуатации, то зануление уступает заземлению по причине большей вероятности повреждения целостности нулевого провода и возможного изменения сопротивления петли «фаза-нуль».
• системами применения: заземление используют исключительно для защиты сетей с изолированной нейтралью (системы TT и IT), зануление – в сетях с глухо заземленной нейтралью TN-C, TN-S и TN-C-S, где присутствует PEN, PE или N проводники.
• по типу обустройства: с точки зрения простоты и доступности обустройства, зануление представляет собой более сложный и трудоемкий способ защиты, требующий технических знаний и навыков для правильного определения способа и средней точки зануления. В случае защитного заземления соединяют отдельные детали токоприемника с землей, для чего достаточно применение инструкций к электроприборам.

5. Заключение

Роль зануления при работе с электроустановками на промышленных предприятиях трудно переоценить. Отключая поврежденную установку от сети в случае пробоя изоляции, зануление выступает надежным способом защиты человека от возможного поражения электрическим током. Для эффективного обеспечения электробезопасности, необходимо строгое соответствие конструкции элементов системы зануления рассмотренным нормативам, а так же тщательный и постоянный контроль за их состоянием. Использование зануления или заземления зависит от необходимого способа обеспечения защиты различных систем электрических сетей.

---

Смотрите также:

zandz.com