Что такое заземление и зачем его применяют

Жизнь современного человека невозможно представить без электричества. Приходя домой, мы включаем свет, смотрим телевизор, стираем одежду. Оно помогает нам справляться со всеми бытовыми делами. Электричество – один из лучших друзей человека, то таящий в себе большую опасность. Электрический ток не видим, но при контакте с человеком может нанести серьезную травму или даже привести к смерти. При этом не обязательно хвататься за оголённые провода, достаточно прикоснуться к корпусу неисправного бытового электроприбора.

что такое заземление

Для того чтобы избежать таких ситуаций существует защитное заземление. Это конструкция, выполненная в виде металлического контура, обеспечивающая соединение электрооборудования или электроприбора с землёй, для отведения в неё электрического тока. Заземления регламентируются правилами устройства электроустановок (ПУЭ).

В этом нормативном документе содержатся все требования к параметрам, конструкциям и способам установки заземляющих контуров. Данные правила будут наиболее понятны только для тех, кто профессионально связан с электричеством. Поэтому необходимо объяснить более просто, что такое заземление и для чего оно применяется.

Зачем нужно заземление с точки зрения электробезопасности

Электричество является неотъемлемой частью быта человека. Оно обеспечивает нам комфортную жизнь и облегчает выполнение множества дел. Но к нему нельзя относиться слишком халатно, так как поражение электрическим током может иметь серьёзные последствия. Электротравмы могут возникать не только из-за незнания и неосторожности, но и из-за неисправности электроприборов.

В таких случаях металлический корпус может оказаться под напряжением и при прикосновении к нему человек может серьёзно пострадать. Поэтому необходимо обратить внимание на ваше заземление в частном доме и квартире, чтобы уберечь себя от травмы.

Именно для предотвращения таких ситуаций существуют специальные правила по электробезопасности, которые предусматривают защитные меры. К ним относится заземление. Оно подключается в качестве дополнительного проводника в действующую электропроводку и соединяется с заземлителем, который монтируется в грунт. По этому контуру в аварийных ситуациях и будет отводиться в землю электрический ток.

ПУЭ понятие заземления

Согласно правилам устройства электроустановок обязательно должно заземляться любое электрооборудование напряжением 50 В в сети с переменным током и 120 В с постоянным. В случае установки оборудования в помещениях повышенной опасности заземление потребуется и при более низких напряжениях (ПУЭ п.1.7.53).

После повреждения изоляции оборудования, например стиральной машинки ее корпус окажется под напряжением, что безусловно несет опасность для того кто к ней будет прикасаться. Однако если корпус будет заземлен (в доме имеется заземление) напряжение прикосновения за счет стекания тока в землю будет снижено до безопасной величины. Человек, который дотронется к ст. машинке почувствует лишь легкое пощипывание.

А при грамотно налаженной защите появление фазного напряжения на заземленном корпусе любого прибора должно приводить к отключение автоматического выключателя или УЗО в электрощите. Таким образом, заземление позволяет отключить электроприбор от сети при возникновении неисправностей опасных для человека.

Как выглядит заземление

Чтобы понять, что такое заземление нужно не только знать его назначение, но и понимать его устройство. Что такое защитное заземление и как оно устроено? Этот вопрос рано или поздно возникает у тех, кто сталкивается с электричеством. На самом деле, мы видим его довольно часто, просто не обращаем внимания.

Заземлитель, непосредственно контактирующий с землёй, состоит из трёх прутов (может быть и больше в зависимости от свойств грунта), вбитых в землю на одинаковом расстоянии друг от друга. Они являются вершинами равностороннего треугольника и соединены между собой проводником (металлической полосой).

как выглядит контур защитного заземления

Наружные части заземления (шины, провода, кабели) имеют отличную от основной электрической цепи окраску. На них нанесены чередующиеся между собой жёлто-зелёные полосы.

Как у любого устройства, у заземления имеются свои критерии качества. Главным является сопротивление и чем оно будет меньше тем соответственно лучше. Его можно улучшить несколькими способами:

  • увеличить количество вертикальных заземлителей (штырей);
  • увеличить глубину залегания штырей.

Так как ток всегда протекает по пути наименьшего сопротивления, а эти методы его снижают, то качество заземления повышается, обеспечивая более качественную защиту.

Эффективность работы заземления совместно с УЗО

Защитное заземление является основной защитой от поражения электрическим током. Но одной меры предосторожности не всегда может быть достаточно.

Для дополнительной защиты в цепь устанавливается устройство защитного отключения (УЗО). Если объяснять техническим языком, то УЗО – это коммутационный аппарат, предназначенный для автоматического отключения от сети поврежденного прибора при появлении тока утечки.

Для домашнего использования следует применять УЗО с номинальным током отключения не более 30 мА - ПУЭ 1.7.50

Когда внутри электроприбора (будь до стиральная машина, бойлер, компьютер и т.п) происходит повреждение изоляция и фаза попадает на заземленный корпус, ток начинает стекать в землю. На протекание этого тока реагирует УЗО, которое мгновенно срабатывает и отключает поврежденный прибор, тем самым оставляя цепь без напряжения. По внешнему виду и принципу работы УЗО похоже на обычный автомат. Только автомат защищает саму электрическую цепь от больших токов, а УЗО человека от попадания под напряжение.

УЗО и заземление

При установке устройства защитного отключения в трехпроводной сети (с заземляющим проводником), УЗО и заземление работают «в команде», защищая от поражения электрическим током. При возникновении фазы на корпусе оборудования возникает ток утечки. УЗО чувствует его появление и отключается, прекращая подачу электричества.

пробой изоляции - заземления нет

При установке УЗО в сети где нет заземления (обычно это старые двухпроводные сети), оно сработает только в том случае, если вы уже коснулись корпуса, на который попала фаза, и через вас КРАТКОВРЕМЕННО пройдет электрический ток. В этой ситуации УЗО МГНОВЕННО отключится, разорвав цепь и, тем самым, освободив вас от напряжения.

безопасность при заземлении

Защитная функция заземления

Давайте разберемся простым языком, что такое заземление, как мера защиты. Функция заземляющего контура включает в себя 2 составляющие:

  1. Уменьшение разности потенциалов (напряжения) до безопасного уровня между заземлённым оборудованием и другими естественно заземлёнными предметами способными проводить электрический ток.
  2. Отвод в землю тока утечки, возникающего, при попадании фазы на корпус оборудования.

Именно при действии второй составляющей вступает в работу УЗО, время срабатывания которого составляет 0.02 – 0.03 секунды. Это значит, что повреждённый участок будет обесточен так быстро, что почти исключается попадание человека под напряжение при случайном прикосновении к корпусу неисправного прибора. Поэтому, для наиболее эффективной защиты, рекомендуется комплексные меры.

Работа заземления при неисправностях электрооборудования

В работе электрооборудования иногда возникают неисправности. Из-за большой нагрузки или плохого контактного соединения может оплавляется изоляция, голый провод соприкасается с корпусом, тем самым приводя к возникновению на нем «фазы».

пример электроснабжения без заземления

Такое повреждение опасно тем, что человек, случайно прикоснувшись к такому оборудованию, попадает под напряжение. В данной ситуации, в зависимости от схемы цепи, возможно несколько вариантов развития событий:

Корпус не заземлён, УЗО отсутствует

Корпус повреждённого оборудования находится под напряжением. Внешних проявлений электрический ток не имеет, что опасно прикосновением к прибору человека, не подозревающего о наличии напряжения. Из-за отсутствия защиты это приведет к электротравме или летальному исходу.

заземление в электроустановках

Такой вариант электроснабжения является наиболее опасным, так как и УЗО и заземлении отсутствуют.

Корпус заземлён, УЗО отсутствует

Стандартные электрические схемы защищаются автоматическими выключателями. В случае возникновения значительного тока утечки они отключаются, тем самым разрывая цепь и снимая напряжение. Есть в такой схеме и подводные камни. Величина тока утечки не всегда может быть достаточной, чтобы на нее среагировал автоматический выключатель. На это может ряд причин.

как работает защитное заземление

Как правило, пробой изоляции происходит через некоторое сопротивление, из-за этого ток утечки может составлять лишь несколько Ампер или десятые доли Ампера. Естественно, что автомат с номиналом 16 Ампер на это не среагирует. В таком случае защита не сработает, или сработает, но с большой выдержкой времени.

Корпус не заземлён, УЗО установлено

УЗО не может сработать без возникновения тока утечки, а при отсутствии заземления он протекать не будет. В этом случае корпус оборудования будет находиться под напряжением, до соприкосновения его с человеком.

УЗО в сети без заземления

Тогда ток через тело пройдёт, так как оно имеет естественное заземление (контакт ног с полом или землей). Только после этого УЗО почувствует утечку и сработает через 0,02 секунды. Напряжение снято - вы в безопасности.

Корпус заземлён, УЗО установлено

Данная схема является самой эффективной для защиты от поражения электрическим током, так как каждое из устройств подкрепляет работу другого. При замыкании оголённого провода на корпус оборудования, последний оказывается под напряжением.

УЗО совместно с заземлением

За счёт наличия заземления создается схема: повреждённый провод-корпус-заземлитель, создавая ток утечки. На него мгновенно реагирует УЗО, так как порог его чувствительности составляет от 10мА до 30мА.

Похожие материалы на сайте:

Добавить комментарий