Что такое защитное зануление и где оно применяется

Принцип действия

Принцип действия зануления

Принцип работы зануления: если напряжение (фазовый провод) попадает на соединённый с нулём 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 повреждённой линии. Для номинального фазного напряжения сети 400/230 В[источник не указан 1272 дня] 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 жёсткие 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.

Зануление системы 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 трёхфазных нагрузок, например асинхронных двигателей. Применение данной системы в однофазных групповых и распределительных сетях запрещено:

Зануление системы TN-C-S

Усовершенствованная система зануления, предназначенная для обеспечения электробезопасности однофазных сетей электроустановок. Она состоит из совмещённого PEN-проводника, который соединён с глухозаземлённой 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.

Зануление системы TN-S

Наиболее совершенная, дорогая и безопасная система зануления, получившая распространение, в частности, в Великобритании. В этой системе нулевой защитный и нулевой проводники разделены на всей своей длине, что существенно повышает её безопасность.

Заземление и зануление. В чем разница? – Заземление

Если человек соединяет корпуса электроприборов с забитым в землю электродом – заземлителем, посредством заземляющих проводников, то он совершает заземление. Так же, к примеру, когда человек пашет землю, то он совершает вспашку.

Заземляющее устройство (Заземление)

Согласно Правилам Устройства Электроустановок () Заземление – преднамеренное электрическое соединение какой – либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством.

После окончания работы по заземлению, как результат, остается не заземление. В итоге, остается заземляющее устройство, соединенное с заземленным оборудованием. Заземляющее устройство – совокупность заземлителя и заземляющих проводников (). Так же после вспашки в результате остается вспаханное поле.

Заземлитель – проводящая часть или совокупность соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду ().

Заземляющий проводник – проводник, соединяющий заземляемую часть (точку) с заземлителем ().

Стоит отметить, что заземление может быть как защитным, так и рабочим. Например, в данном случае рассматривается защитное заземление. Защитное заземление – заземление, выполняемое в целях электробезопасности ().

Заземление, как обозначение заземляющего устройства или системы электроснабжения часто употребляется в разговорном языке. Разумеется, это не является ужасной ошибкой. Но в то же время, это обстоятельство часто приводит к недопониманию. А также и полному непониманию того, что такое заземление.

Для чего нужно зануление

Зануление в отличии от заземления бывает только защитным. Всегда применяется совместно с заземлением. Цель применения – снизить разность потенциалов (напряжение) между нулевым проводником и корпусом электрооборудования. То есть при замыкании на этот корпус фазного проводника. Безусловно, при замыкании уменьшается также разность потенциалов между корпусом и замкнутой на него фазой. А также между корпусом и двумя другими фазами. Так как совместно используется и заземление, то снижается разность потенциалов между корпусом и землей.

Пробой фазы на корпус в системе TN-C-S (заземление с занулением). Ток течет к нулевой точке источника питания и в землю по PE и PEN проводнику

Сила тока короткого замыкания фазы на зануленный и повторно заземленный корпус электроприбора очень велика. Во всяком случае, намного больше чем сила тока КЗ на корпус только заземленный. Такой ток короткого замыкания может раскалить и расплавить металл, по которому он протекает. То есть зануление при аварии создает пожароопасную ситуацию. Потому необходимо применять аварийное отключение. Например, автоматический выключатель. Автоматический выключатель отключит электроснабжение по короткому замыканию или тепловой защите. Разумеется, применение УЗО также позволит отключить сеть в аварийном порядке. То есть при малейшем замыкании фазы на зануленный и повторно заземленный корпус. Безусловно еще до прикосновения к этому корпусу человека.

Применение в разговорном языке слов – заземление и зануление, в смысле устройства или системы, вполне корректно. Потому что стало общеупотребительным для большого количества людей. Но употребляя их в разговоре, нужно понимать что они означают на самом деле. Главное не определение или условное обозначение какого либо понятия или предмета. Главное чтобы не возникало путаницы в голове и не нарушалась стройность мыслительного процесса.

Вы можете прочитать записи на похожие темы в рубрике – Электромонтаж

Следующие статьи могут быть полезны для Вас

Ваш Удобный дом

Разберем ситуацию со схемами

С точки зрения протекания электрического тока, отличия между заземлением от занулением нет. Нулевой провод в любом случае имеет электрический контакт с физической землей.

Соответственно, при замыкании фазы на корпус, произойдет то самое короткое замыкание, и сработает отключение защитного автомата. Разумеется, (при условии правильного подключения: розетка должна иметь третий земляной контакт, как и электроприбор. По этой причине, электрики, нарушая требования Правил устройства электроустановок, часто разводят земляную шину от нулевого контакта вводного щитка.

Представим ситуацию, когда нулевой провод по какой-то причине разорван:

• потеря контакта по причине коррозии (в старых многоэтажках это рабочая ситуация);
• механический разрыв кабеля вследствие ремонтных работ с нарушениями технологии (к сожалению, тоже не редкость);
• несанкционированное вмешательство доморощенного «электрика»;
• авария на подстанции (возможно отключение только нулевой шины).

На схеме это выглядит следующим образом:

При организации защитного зануления, электрическая цепь между физической «землей» и контактом заземления электроприбора разрывается. Установка становится беззащитной. Кроме того, свободная фаза без нагрузки может создать потенциал, равный входному напряжению на ближайшей подстанции. Как правило, это 600 вольт. Можно представить, какой ущерб будет нанесен включенному в этот момент электрооборудованию. При этом утечки тока на физическую землю нет, и защитный автомат не сработает.

Представьте, что в этот момент, вы одновременно коснетесь фазы (пробой на корпус электроустановки), и металлического предмета, имеющего физическую связь с грунтом (водопроводный кран или батарея отопления). Можно получить поражение электротоком при напряжении 600 вольт.

А теперь посмотрим, в чем разница между заземлением и занулением (на нашей схеме). При разрыве нулевой шины, просто пропадет питание на всех электроустановках в этой цепи. Поражения электротоком не будет, ни при каких обстоятельствах: электрическая цепь между физической землей и контактом заземления электроприборов не нарушена. Здоровье мы уже сохранили. Теперь посмотрим, что произойдет с электроустановками. Максимум ущерба — это перегоревшая лампа накаливания, ближайшая к вводному щитку. Причем неприятность произойдет лишь в случае повышения напряжения на фазном проводе. Сила тока возрастет (согласно закону Ома), сработает автомат защиты, и возможно, остальные электроприборы не пострадают.

Именно по этой причине, ПУЭ жестко предписывают: защитное заземление и зануление электроустановок должно быть организовано независимо друг от друга, с помощью разных линий.

Для справки: Обычно используется цветовая маркировка проводов:

1. Фаза — коричневого или белого цвета.
2. Рабочий ноль — синего цвета.
3. Защитное заземление — желто-зеленая оболочка.

Если у вас жилье современной постройки, значит зануление и заземление выполнено согласно Правилам устройства электроустановок. Это легко проверить, взглянув на вводной кабель в щитке. Кроме того, вы сами можете проверить правильность подключения.

Принцип действия

Принцип действия зануления

Принцип работы зануления: если напряжение (фазовый провод) попадает на соединённый с нулём 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 повреждённой линии. Для номинального фазного напряжения сети 400/230 В[источник не указан 612 дней] 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 жёсткие 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.

Зануление системы 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 трёхфазных нагрузок, например асинхронных двигателей. Применение данной системы в однофазных групповых и распределительных сетях запрещено:

Зануление системы TN-C-S

Усовершенствованная система зануления, предназначенная для обеспечения электробезопасности однофазных сетей электроустановок. Она состоит из совмещённого PEN-проводника, который соединён с глухозаземлённой 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.

Зануление системы TN-S

Наиболее совершенная, дорогая и безопасная система зануления, получившая распространение, в частности, в Великобритании. В этой системе нулевой защитный и нулевой проводники разделены на всей своей длине, что существенно повышает её безопасность.

Принцип действия

Работа защитного зануления и защитного заземления отличаются тем, что при занулении, если на корпусе оборудования появляется опасный потенциал, то может случиться короткое замыкание. Под действием тока короткого замыкания в несколько раз большего по значению, чем номинальный ток сети, срабатывает предохранитель или другой защитный аппарат. При защитном заземлении поражающее действие электрического тока нейтрализуется снижением величины напряжения прикосновения (и напряжения шага) до безопасного значения. Поврежденный бытовой электроприбор или электрооборудование, не имеющие защитных зануления или заземления, могут долгое время находиться под напряжением и стать опасными для человека в момент касания или при приближении к оборудованию на опасное расстояние.

Как сказано выше, при попадании фазы на корпус прибора, который выполнен из металла и соединен с нулевым защитным проводником, происходит короткое замыкание. Величина тока короткого замыкания больше в несколько раз величины номинального тока. Под его воздействием срабатывают аппараты защиты. Вследствие этого отключаются электрические линии, подключенные через защитный аппарат.

Площадь сечения проводников следует выбирать исходя из требований соответствующих глав ПУЭ. Для защитных проводников ПУЭ (п. 1.7.5) определяет зависимость их сечения от сечения фазных проводников. Так для площадей сечений проводников фазы, меньших 16 мм2, размер площади сечения защитного проводника равен площади сечения защитного проводника. Если площадь сечения фазного проводника находится в диапазоне от 16 до 35 мм2, то площадь сечения защитного проводника равна 16 мм2 и если площадь сечения фазного проводника больше 35 мм2, то площадь защитного проводника выбирается в 2 раза меньше. Также площадь сечения можно рассчитать самостоятельно на основании этого же пункта ПУЭ. Главное условие выбора — обеспечить быстродействие, которое рассчитывается по формуле:

S≥ I*√t/k,

В этой формуле отражена прямая зависимость значения площади поперечного сечения защитного проводника (S) от значения тока короткого замыкания, при котором обеспечивается быстродействие защитных аппаратов в соответствии с табл.1.7.1 ПУЭ и 1.7.2 ПУЭ или за время не более 5 с в соответствии с 1.7.79 ПУЭ и значения времени срабатывания защитного аппарата (t). Обратная зависимость от значения коэффициента, который определяется материалом защитного проводника, его изоляции, начальной и конечной температурами проводника. Значение k для защитных проводников в различных условиях даны в табл.1.7.6-1.7.9 ПУЭ.

Схема ниже повторяет ранее указанный принцип действия и применение системы защитного зануления.

Назначение такого устройства обеспечить быстрое отключение неисправного электрооборудования от электропитания, тем самым нейтрализовать поражающее действие электрического тока при касании человеком неисправного прибора.

Схема работы системы зануления в случае пробоя изоляции, изображена ниже:

Узнать, в чем разница между занулением и заземлением, вы можете из нашей статьи!

Отличия заземления и зануления

Нередко пользователи задаются вопросом, а можно ли делать зануление вместо заземления, и как это отразится на безопасности потребителя. Отвечая на все подобные вопросы, следует исходить из определения, данного этому виду защиты в предыдущем разделе. Из него следует, что функционально зануление более эффективно, поскольку в короткий промежуток времени до срабатывания станционной автоматики оно выполняет ту же функцию, что и обычное ЗУ.

Однако это не означает, что данный вид защиты должен применяться всегда и повсеместно. Дело в том, что у зануления имеется целый ряд недостатков, являющихся следствием особенностей его организации. Они проявляются в следующем:

Нулевой провод систем энергоснабжения имеет большую протяжённость и постоянно используется в активном режиме (как проводник, по которому протекает рабочий ток), вследствие чего со временем он может разрушиться;

Дополнительная информация. Указанное явление в технической литературе, а также в среде специалистов чаще всего упоминается как «отгорание нуля» (смотрите фото ниже).

Разрушение нуля

• В отличие от заземления, при обустройстве которого нет зависимости от фазы защищаемой линии, при занулении должны соблюдаться определенные условия подсоединения защитного проводника;
• По своим возможностям оно ограничено, поскольку может использоваться только в цепях с наглухо заземлённой нейтралью в сетях TN-C-S, TN-C, TN-S (при наличии N, PE, PEN проводников).

В линиях, где подключение организовано по схеме с изолированной нейтралью (в системах IT и ТТ), по своему назначению более подходящих для промышленных объектов, оно работать не сможет.

Также эти два вида преднамеренной защиты отличаются и по области своего применения, а именно:

• Зануление обычно применяется в многоэтажных жилых домах, где практически невозможно организовать полноценное заземление;
• Повторное заземление более часто используется на промышленных предприятиях, где согласно ТБ к безопасности персонала предъявляются повышенные требования;
• Этот же тип защиты чаще всего применяется в быту (в загородных домах, в частности), где возможностей для обустройства защитного контура имеется предостаточно (смотрите фото ниже).

Защитное заземление в частном доме

Следует добавить, что защитное заземление и зануление отличаются ещё одним важным фактором. Дело в том, что в первом случае защита распространяется только на участок электрической цепи, на котором в аварийном режиме (при пробое изоляции) за счёт стекания тока в землю понизилось рабочее напряжение. При этом вся остальная часть снабжающей электричеством системы продолжает функционировать.

В отличие от действия заземляющего эффекта, при занулении данный участок линии электропитания отключается полностью.

Так что пытаться ответить на вопрос, в чём состоит их различие, будет не совсем корректно. Гораздо правильнее говорить о том, что заземление и зануление электроустановок должны использоваться совместно. Такое комбинированное их применение обеспечит более эффективную защиту от поражения током.

Подводя итог их сравнению, отметим, что принцип зануления состоит в превращении аварийной ситуации в однофазное замыкание, приводящее к срабатыванию станционной защитной автоматики. Заземление же, с одной стороны, представляет собой снижение потенциала опасной точки (уменьшение сопротивления заземлителя), а с другой – их выравнивание.

Оно в данном случае заключается в поднятии потенциала опоры со стоящим на ней человеком до уровня напряжения на заземлённом корпусе.

Что такое заземление

Заземление – способ защиты пользователя от удара током при подаче напряжения на корпус прибора в результате аварии. Суть заземления заключается в соединении корпуса электроустановки или прибора с землей.

Заземление выполняется с помощью заземляющего устройства. Оно состоит из заземлителя и заземляющего электрода. Заземлитель находится непосредственно в земле. Заземляющий электрод соединяет его с любой точкой электроустановки или сети.

Схема заземления

На иллюстрации заземляющий проводник (PE) соединен с землей и рабочим нулем (N).

Есть несколько систем заземления:

• Система TN с описанными выше схемами TN-C, TN-S и TN-CS. В этих системах нейтральный проводник глухо заземлен.
• Система TT. Токопроводящие части электроустановок и нейтральный проводник заземляются независимо друг от друга.
• Система IT. Токопроводящие части электроустановок заземлены, нейтральный проводник не заземлен.

При аварии и подаче электричества на корпус благодаря заземлению срабатывают автоматы-предохранители. Если предохранители не срабатывают, большая часть электричества уходит в землю. Это защищает человека от опасного для жизни и здоровья удара током.

Заземление применяется в промышленности и в быту.

Что такое земля

Нулевая точка трансформатора обычно . Нулевой проводник должен также дополнительно заземляться через определенное расстояние. Так поступают чтобы потенциал между нулевым проводником и землей был как можно меньше. Делается это для срабатывания автоматического отключения в аварийной ситуации. К примеру, при обрыве провода с опоры электропередач, он упадет на землю. Ток потечет через землю к нулевой точке трансформатора. Земля служит как бы дополнительным проводником. Если бы нулевая точка не была заземлена, то ток просто утекал бы в землю. При этом силы тока могло быть недостаточно для того чтобы перегорел предохранитель на подстанции. Иначе говоря, могло не сработать автоматическое отключение. И на месте падения провода было бы опасное для жизни людей .

Пробой фазы на корпус в системе TT (заземление без зануления). Ток стекает в землю по PE проводнику. Происходит защитное отключение. Жизнь и здоровье человека спасены

Система защитного заземления TN-S

Иначе говоря, напряжение между проводником PE и землей (почвой) составляет примерно 0 вольт. То есть, ток по проводнику PE в рабочем состоянии практически не течет. Ток начинает течь по проводнику PE в аварийном состоянии.

Такой проводник получают двумя способами. Во-первых, путем отвода его от заземленной нулевой точки на трансформаторной подстанции. Такая система защиты . Во-вторых, защитный проводник PE получают делением нулевого защитного PEN проводника уже у потребителя электроэнергии. Разделенный проводник PE дополнительно заземляется. Такой вариант называется . Нулевым защитным PEN проводником может быть нулевой N рабочий проводник, если он имеет определенное сечение и состояние.

Система защитного заземления TN-C-S

Заземление

Повторное заземление производят также и на стороне потребителя электроэнергии. Заземляются корпуса оборудования и металлические части которые могут попасть под напряжение в аварийной ситуации. Заземление применяется в целях снизить разность потенциалов (напряжение) между землей и корпусом оборудования. А также, для защитного автоматического отключения. Обычно автоматическое отключение осуществляется и .

Для вашего удобства подборка публикаций

Что значит зануление?

Зануление как по назначению, так и по основным принципам существенно отличается от заземления. Принцип представляет собой подключение защитного провода к металлическим составляющим конструкции, которые не проводят электрический ток. Возможно также присоединение к нулю, используемому источником напряжения либо к другому заземленному проводу.

Главной задачей заземления и зануления является обеспечение своевременного срабатывания специального защитного оборудования. Принципом работы является провоцирование короткого замыкания в случае пробоя изоляции и других неисправностей в работе электрооборудования. Вследствие использования этих систем, возможно срабатывание таких защитных механизмов:

• Автоматический выключатель;
• Система плавких вставок;
• Инновационные системы защиты.