Захисне заземлення та занулення

Електрифікація стала важливою складовою технічного прогресу, але велика сила, прихована в електриці, становить небезпеку для людини. Багато електроприладів мають металеві корпуси, на які внаслідок пошкодження ізоляції чи в процесі експлуатації може потрапляти напруга живлення, що становить небезпеку для користувача. З точки зору фізики, достатньо з’єднати металеві частини з тілом з нульовим потенціалом, щоб аварійний струм повністю перетікав туди, а не через тіло людини. Очевидно, що це може бути земля (як тіло з величезною електричною ємністю), а також “нульовий” провід мережі, напруга на якому, за визначенням, рівна нулю. Здається, немає різниці, але це тільки на перший погляд.

Що таке захисне заземлення? Цей термін застосовується для опису з'єднання із землею з метою безпеки. Еквівалентом може бути нетоковедущая металева частина, яка, у свою чергу, ймовірно потрапить під напругу. Принцип дії ґрунтується на зменшенні напруги до безпечних величин за рахунок “догляду” струму в землю. Отже, електричний струм, що проходить через тіло людини, розсіюється і розподіляється між заземлювачем і, власне, самою людиною, в рази знижуючи ризик смертельного результату. 

А все тому, що заземлювач має опір, що становить не більше 10 Ом, і воно багаторазово поступається опору людського тіла, яке становить 1000 Ом, в результаті струм, що проходить через людське тіло, буде малим і не викличе серйозних наслідків. Левова частка струму піде через заземлювач по ланцюгу. У мережах з ізольованою нейтраллю при напрузі електроустановки до 1000, щоб створити адекватне, робоче заземлення, опір заземлювача повинен становити до 4 Ом.

Багатоповерхові будинки в межах міської забудови зазвичай мають централізоване заземлення. Це дозволяє підключати до мережі електроприлади з повною впевненістю. Коли мова заходить про приватний сектор дещо інакше - тут потрібно буде діяти самостійно, або залучати фахівців. Але навіть якщо ви вирішите діяти самостійно, організувати заземлення можна без особливих проблем використовуючи спеціальні комплекти або - придатний для цього металопрокат.

Якщо напруга потрапляє на корпус, внаслідок малого опору заземлення виникає коротке замикання, яке призводить до спрацювання захисних приладів (автоматичних вимикачів або плавких запобіжників). Для функціонування заземлення необхідна наявність окремого заземлюючого провідника в будинковій мережі.

Найчастіше, застосовуючи термін "заземлення", можна почути також термін "занулення". В цілому, обидва ці поняття означають те саме - захист людини від поразки струмом, але спосіб виконання даного завдання відрізняється.

 Занулення означає, що з нейтраллю джерела струму (трансформатора чи генератора), створюється електричне з'єднання металевих неструмоведучих елементів електроустановок, які можуть бути під напругою. Захисний механізм занулення, при цьому, заснований на тому, що при пошкодженні ізоляції (що призводить до короткого замикання та спрацювання захисного автоматичного вимикача або плавкого запобіжника). У промисловості даний метод використовується в переважній більшості випадків, оскільки передбачає швидке відключення електропостачання у разі аварії. 

Також занулення широко використовується для захисту висотних будинків, де немає можливості провести якісне заземлення, а також в старій забудові, де заземлення просто ніхто ніколи не створював. Для захисту використовують додатковий, третій провід, який не можна з’єднувати з робочою нейтраллю, тобто не можна просто з’єднати перемичкою нульову і заземлюючу клему розетки. Захисне занулення також повинне оминати комутуючі пристрої (автомати, ПЗВ, дифавтомати тощо). Таким чином, виграшу по вартості проводки не вийде, все одно потрібно прокладати трижильний кабель до розеток.

Тепер, коли ми з’ясували відмінності, можна визначитися з областю використання і перевагами обох систем захисту.

Область застосування

Заземлення ЗАВЖДИ забезпечує нульове значення напруги на неструмоведучих металевих частинах побутових приладів, в умовах житлового будівництва не потребує значних капіталовкладень, може об’єднуватися із системами захисту від перенапруги, має великий термін служби (навіть не дивлячись на вуличне місце розташування, тому що через нього в нормальних умовах струм не тече) і значно надійніше, ніж занулення.

Занулення використовується перш за все в промисловості, висотних будинках, де забезпечити надійне заземлення буває дорого й складно, а також в старій забудові.

Існує цілий список застережень, чому не можна використовувати занулення.

Заборонено використовувати нульовий провід двопровідної системи в якості захисного (наприклад, використовуючи перемичку між нульовою і заземлюючою клемами в розетці).

По-перше, такі жили не завжди відрізняються кольором ізоляції, тому існує велика ймовірність переплутати фазний і нульовий провід, внаслідок чого на корпус електроприладу потрапляє фазна напруга.

По-друге, якщо нульовий провід в розетці відгорить (відпаде, відламається), через перемичку на корпус приладу знову ж таки потрапляє фазна напруга.

Наостанок слід зазначити, що в обох випадках йдеться про захист тільки побутових приладів. Якщо відбудеться контакт з оголеним фазним поводом стаціонарної проводки, це призведе до ураження струмом незалежно від того, застосовується в будинку занулення чи заземлення. Крім того, в багатьох випадках пошкодження ізоляції не призводить до короткого замикання, але на корпусі з’являється напруга достатня для того, щоб завдати шкоди здоров’ю користувача. Тому для повного захисту поряд з автоматичними вимикачами (плавкими запобіжниками) слід використовувати пристрої захисного відключення (диференційні реле або диференційні автомати).