Заземление в электротехнике
09:45 Понедельник, Июнь 15, 2016 | Молодченко П.П.
-
-
Заземляющими устройствами являются стандартные элементы, проводящие ток, которые электрически контактируют с землей, либо же заглубляемые
конструкции, которые состоят из стальных углов, труб и др.
-
В России требования к заземлению и его устройство регламентируются Правилами устройства электроустановок (ПУЭ). Заземление в электротехнике подразделяют на
естественное и искусственное.
-
Целью обеспечения заземление электроустановок является обеспечение безопасной работы и эксплуатации электрического оборудования, которая представляет собой
соединение какого-либо электрооборудования с устройством заземления. Заземление также предназначено для энергии молний или резких скачков энергии в сети в землю.
Система заземления представляет собой устройство заземления и проводник, который соединяет заземляемый предмет с заземляющим.
- Естественное заземление
-
К естественному заземлению принято относить те конструкции, строение которых предусматривает постоянное нахождение в земле. Однако, поскольку их сопротивление
ничем не регулируется и к значению их сопротивления не предъявляется никаких требований, конструкции естественного заземления нельзя использовать в качестве
заземления электроустановки. К естественным заземлителям относят, например, железобетонный фундамент здания.
- Искусственное заземление
-
Искусственное заземление – это преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки электрической сети,электроустановки или оборудования с заземляющим
устройством. Заземляющее устройство (ЗУ) состоит из заземлителя (проводящей части или совокупности соединённых между собой проводящих частей, находящихся в
электрическом контакте с землёй непосредственно или через промежуточную проводящую среду) и заземляющего проводника, соединяющего заземляемую часть (точку)
с заземлителем. Заземлитель может быть простым металлическим стержнем (чаще всего стальным, реже медным) или сложным комплексом элементов специальной формы.
-
Качество заземления определяется значением сопротивления заземления / сопротивления растеканию тока (чем ниже, тем лучше), которое можно снизить, увеличивая
площадь заземляющих электродов и уменьшая удельное электрическое сопротивление грунта: увеличивая количество заземляющих электродов и / или их глубину; повышая
концентрацию солей в грунте, нагревая его и т. д.
-
Электрическое сопротивление заземляющего устройства различно для разных условий и определяется / нормируется требованиями ПУЭ и соответствующих стандартов.
- Разновидности систем искусственного заземления
- Некоторые типы систем заземления электрических сетей представлены на рисунке.
-
В зависимости от технических особенностей электроустановки и снабжающих электросетей, её эксплуатация может требовать различных систем заземления. Как правило,
перед проектированием электроустановки, сбытовая организация выдаёт перечень технических условий, в которых оговаривается используемая система заземления.
Классификация типов систем заземления приводится в качестве основной из характеристик питающей электрической сети. ГОСТ Р 50571.2-94 «Электроустановки зданий.
Часть 3. Основные характеристики» регламентирует следующие системы заземления: TN-C, TN-S, TN-C-S, TT, IT.
- Для электроустановок напряжением до 1 кВ приняты следующие обозначения:
- ▪ система TN – система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки присоединены к глухозаземлённой
нейтрали источника посредством нулевых защитных проводников;
- ▪ система TN-С – система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике на всём её протяжении;
- ▪ система TN-S – система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники разделены на всём её протяжении;
- ▪ система TN-C-S – система TN, в которой функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике в какой-то её части, начиная
от источника питания;
- ▪ система IT – система, в которой нейтраль источника питания изолирована от земли или заземлена через приборы или устройства, имеющие большое сопротивление,
а открытые проводящие части электроустановки заземлены;
- ▪ система ТТ – система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки заземлены при помощи заземляющего
устройства, электрически независимого от глухозаземлённой нейтрали источника.
- Первая буква – состояние нейтрали источника питания относительно земли:
- ▪ Т – заземлённая нейтраль (лат. terra);
- ▪ I – изолированная нейтраль (англ. isolation).
- Вторая буква – состояние открытых проводящих частей относительно земли:
- ▪ Т – открытые проводящие части заземлены, независимо от отношения к земле нейтрали источника питания или какой-либо точки питающей сети;
- ▪ N – открытые проводящие части присоединены к глухозаземлённой нейтрали источника питания.
- Последующие (после N) буквы – совмещение в одном проводнике или разделение функций нулевого рабочего и нулевого защитного
проводников:
- ▪ S – нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (PE) проводники разделены (англ. separated);
- ▪ С – функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике (PEN-проводник) (англ. combined);
- ▪ N – нулевой рабочий (нейтральный) проводник; (англ. neutral);
- ▪ PE – защитный проводник (заземляющий проводник, нулевой защитный проводник, защитный проводник системы уравнивания потенциалов)(англ. Protective Earth);
- ▪ PEN – совмещённый нулевой защитный и нулевой рабочий проводники (англ. Protective Earth and Neutral).
- Принцип защитного заземления
- Защитное действие заземления основано на двух принципах:
- ▪ Уменьшение до безопасного значения разности потенциалов между заземляемым проводящим предметом и другими проводящими предметами, имеющими естественное
заземление.
- ▪ Отвод тока утечки при контакте заземляемого проводящего предмета с фазным проводом. В правильно спроектированной системе появление тока утечки приводит
к немедленному срабатыванию защитных устройств (устройств защитного отключения — УЗО).
- ▪ В системах с глухозаземлённой нейтралью — инициирование срабатывания предохранителя при попадании фазного потенциала на заземлённую поверхность.
-
Таким образом, заземление наиболее эффективно только в комплексе с использованием устройств защитного отключения. В этом случае при большинстве нарушений
изоляции потенциал на заземлённых предметах не превысит безопасных величин. Более того, неисправный участок сети будет отключён в течение очень короткого
времени (десятые…сотые доли секунды — время срабатывания УЗО).
- Система уравнивания потенциалов
-
Заземляющее устройство имеет сопротивление, и в случае протекания через него тока оказывается под напряжением, при этом одного недостаточно для защиты людей
от поражения током.
-
Правильная защита создается путём организации системы уравнивания потенциалов (СУП), то есть электрического соединения иPE проводки, и всех доступных для
прикосновения металлических частей здания (в первую очередь водопроводы и отопительные трубопроводы).
-
В этом случае, даже если ЗУ окажется под напряжением, под ним же оказывается всё металлическое и доступное для прикосновения, что снижает риск поражения током.
В кирпичных домах советского периода, как правило, СУП не организовывалась, в панельных же (1970-е и позже) — организовывалась путём соединения в подвале дома
рамы электрощитков (PEN) и водопроводов
Коллектив 
