Защитное заземление и зануление

Электрификация стала важной частью технического прогресса, но огромная сила, заключенная в электричестве, таит в себе опасность для человека. Многие электроприборы имеют металлические корпуса, на которые вследствие нарушения изоляции или в процессе эксплуатации может попадать напряжение питания, которое несет опасность для пользователя. С точки зрения физики, достаточно соединить металлические части с телом с нулевым потенциалом, чтобы аварийный ток полностью перетекал туда, а не через тело человека. Очевидно, что это может быть земля (как тело с огромной электрической емкостью), а также “нулевой” провод сети, напряжение на котором, по определению, равно нулю. Кажется, что разницы нет никакой, но это только на первый взгляд.

Что такое защитное заземление? Этот термин применяется для описания соединения с землей в целях безопасности. Эквивалентом может выступать нетоковедущая металлическая часть, которая, в свою очередь, вероятно попадет под напряжение. Принцип действия основан на уменьшении напряжения до безопасных величин за счет “ухода” тока в землю. Следовательно, проходящий через тело человека электрический ток рассеивается и распределяется между заземлителем и, собственно, самим человеком, в разы снижая риск смертельного исхода. А все потому, что заземлитель имеет сопротивление, составляющее не более 10 Ом, и оно многократно уступает сопротивлению человеческого тела, которое составляет 1000 Ом, в результате, ток, проходящий через человеческое тело, будет малым и не вызовет серьезных последствий. Львиная доля тока уйдет через заземлитель, по цепи. В сетях с изолированной нейтралью при напряжении электроустановки до 1000 В, чтобы создать адекватное, рабочее заземление, сопротивление заземлителя должно составлять до 4 Ом.

Многоэтажные дома в пределах городской застройки, как правило, имеют централизованное заземление. Это дает возможность подключать к сети электроприборы с полной уверенностью. Когда речь заходит о частном секторе все несколько иначе - здесь нужно будет действовать самостоятельно, или привлекать специалистов. Но даже если вы решите действовать самостоятельно, организовать заземление можно без особых проблем используя специальные комплекты или - подходящий для этого металлопрокат.

Если напряжение попадает на корпус, из-за малого сопротивления заземления возникает короткое замыкание, которое приводит к срабатыванию защитных приборов (автоматических выключателей или плавких предохранителей). Для функционирования заземления нужно наличие отдельного заземляющего проводника в домовой сети.

Зачастую, применяя термин «заземление», можно услышать также  термин «зануление». В целом, оба эти понятия означают одно и то же - защиту человека от поражения током, но вот способ выполнения данной задачи различен.

 Зануление означает, что с нейтралью источника тока (трансформатора либо генератора), создается электрическое соединение металлических нетоковедущих частей электроустановок которые могут оказаться под напряжением. Защитный механизм зануления, при этом, основан на том что при повреждении изоляции (которое приводит к короткому замыканию и срабатыванию защитного автоматического выключателя или плавкого предохранителя). В промышленности данный метод используется в подавляющем большинстве случаев, так как предполагает быстрое отключение электроснабжения в случае аварии. 

Также к занулению прибегают для защиты высотных домов, где нет возможности произвести качественное заземление, а также в старой застройке, где его просто никогда не было. Для защиты используют дополнительный третий провод, который нельзя соединять с рабочей нейтралью, то есть нельзя просто соединить перемычкой нулевую и заземляющую клемму розетки. Защитное зануление также должно обходить коммутирующие устройства (автоматы, УЗО, дифавтоматы и т.п.). Таким образом, выигрыша по стоимости проводки не получится, все равно нужно прокладывать трехжильный кабель к розеткам.

Теперь, когда мы выяснили отличия, можно определиться с областью использования и преимуществами обеих систем защиты.

Область применения

Заземление ВСЕГДА обеспечивает нулевое значение напряжения на нетоковедущих металлических частях бытовых приборов, в условиях жилищного строительства не требует значительных капиталовложений, может объединяться с системами защиты от перенапряжения (защита от молнии), имеет большой срок службы (даже не смотря на уличное месторасположение, потому что через него в нормальных условиях ток не течет) и значительно надежнее, чем зануление.

Зануление используется прежде всего в промышленности, в высотных домах, где обеспечить надежное заземление бывает дорого и сложно, а также в старой застройке.

Существует целый список оговорок, почему нельзя использовать зануление.

Запрещено использовать нулевой провод двухпроводной системы в качестве защитного (например, используя перемычку между нулевой и заземляющей клеммой в розетке).

Во-первых, такие жилы не всегда отличаются цветом изоляции, поэтому существует вероятность перепутать фазный и нулевой провод, в результате чего на корпус электроприбора попадает фазное напряжение.

Во-вторых, если нулевой провод в розетке отгорит (отпадет, отломается), из-за перемычки на корпус прибора опять же попадает фазное напряжение.

Напоследок следует отметить, что в обоих случаях речь идет о защите только бытовых приборов. Если произойдет контакт с обнаженным фазным поводом стационарной проводки, это приведет к поражению током независимо от того, применяется в доме зануление или заземление. Кроме того, во многих случаях повреждение изоляции не приводит к короткому замыканию, но на корпусе появляется напряжение достаточное для того, чтобы нанести вред здоровью пользователя. Поэтому для полной защиты наряду с автоматическими выключателями (плавкими предохранителями) следует использовать защитные отключения (дифференциальные реле или дифференциальные автоматы).