Заземление в розетке: для чего нужно и как работает

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!

Как проверить розетки

Осмотрите на наличие заземляющих контактов. Обычно они установлены сбоку перпендикулярно к отверстиям для вилки. Устаревшие розетки целесообразно заменить на новые — это не так дорого.

Даже если Вы видите розетку с заземляющими контактами — это не говорит, о том что она безопасная. Ее мог поставить какой-нибудь электрик-халтурщик, если у него не было другой. Это довольно распространенный случай.


Чтобы удостовериться в обратном, придется разобрать и посмотреть, что там внутри. Отключите питание в щитке, и открутите винтик посредине разъема. Далее снимите корпус с рамкой и посмотрите, как соединены контакты.

Розетка подключается тремя проводами: фаза — коричневым или черным, нейтраль — синим, и «земля» желто-зеленым, ведущим к боковым контактам.

Если Ваша схема подключения отличается от приведенной выше, значит что-то не так. Отсутствие заземления в проводке говорит о том, что ее придется переделывать. Необходимо заменить двухжильный кабель на трехжильный.

Иногда боковые контакты соединены с нейтралью перемычкой — так называемое «зануление», что тоже неправильно. Данный факт уже говорит о некомпетентности электрика, монтируемого розетку. Если он прокладывал всю проводку, вероятно это не единственное нарушение правил безопасности. Стоит осмотреть всю домашнюю сеть.

Если проигнорировать, при утечке поврежденное место начнет искриться и коротить. В результате возникнет возгорание, начнет плавиться изоляция, пластик, и огонь перекинется на легковоспламеняющиеся материалы. Опять-таки это не зависит от того, работает ли электроприбор, и пожар может начаться, даже при Вашем отсутствии.

Зануление допускается только в общей щитовой или на подстанции. После подъездного щитка зануление делать опасно. Если «отвалится» PEN-проводник, на него попадет фаза, и корпус электрооборудования окажется под напряжением. Это опасно, как ударом тока, так и возгоранием.

Снимите перемычку и старайтесь не пользоваться этой розеткой, пока не переделаете проводку. Даже если все три контакта подключены правильно, не факт, что все работает исправно. Потому, нужна дополнительная проверка.

Литература

  • Вайнштейн Л. И. Меры безопасности при эксплуатации электроустанок потребителей. — М.: Энергия, 1977. — 176 с.
  • Кораблев В. П. Электробезопасность в вопросах и ответах. — М., Московский рабочий, 1988. — 301 c.
  • IEC 60050-195:1998. International Electrotechnical Vocabulary. Part 195: Earthing and protection against electric shock. Edition 1.0. – Geneva: IEC, 1998‑08.
  • IEC 60364-1:2005. Low-voltage electrical installations. Part 1: Fundamental principles, assessment of general characteristics, definitions. Edition 1.0. – Geneva: IEC, 2005‑11.
  • IEC 60364-4-41:2005+AMD1:2017. Low-voltage electrical installations. Part 4-41: Protection for safety. Protection against electric shock. Edition 5.1. – Geneva: IEC, 2017-03.
  • IEC 61140:2016. Protection against electric shock. Common aspects for installation and equipment. Edition 4.0. – Geneva: IEC, 2016-01.
  • ГОСТ Р МЭК 60050-195–2005. Заземление и защита от поражения электрическим током. Термины и определения.
  • ГОСТ 30331.1–2013 (IEC 60364-1:2005). Электроустановки низковольтные. Ч. 1. Основные положения, оценка общих характеристик, термины и определения.
  • ГОСТ Р 50571.3–2009 (МЭК 60364-4-41:2005). Электроустановки низковольтные. Ч. 4-41. Требования для обеспечения безопасности. Защита от поражения электрическим током.
  • ГОСТ IEC 61140–2012. Защита от поражения электрическим током. Общие положения безопасности установок и оборудования.
  • Харечко Ю.В. Основы заземления электрических сетей и электроустановок зданий. 6-е изд., перераб. и доп. – М.: ПТФ МИЭЭ, 2012. – 304 с.
  • IEC 60364-5-54:2011. Low-voltage electrical installations. Part 5-54: Selection and erection of electrical equipment. Earthing arrangements and protective conductors. Edition 3.0. – Geneva: IEC, 2011-03.
  • ГОСТ Р 50571.5.54–2013/ МЭК 60364-5-54:2011. Электроустановки низковольтные. Ч. 5-54. Выбор и монтаж электрооборудования. Заземляющие устройства, защитные проводники и защитные проводники уравнивания потенциалов.

Зануление

В электрической разводке, собранной по схеме зануления, также присутствуют три провода. Но контакты земля соединены напрямую с нулевыми контактами в распределительном щите. При этом получается, что заземляющий провод и есть нулевой. В системе TN-C, которая присутствует во всех старых домах, подводка к розеткам состоит из двух проводов: фаза и ноль.

Все дело в том, что нейтраль трансформатора, проведенная по нулевому проводу до распределительного щита, является заземляющим проводником. Именно от названия нулевого провода и названа зануляющая система. Оптимально, если провод PE будет проведен от розетки прямо к распределительному щиту. Если делать перемычку внутри розетки, то при обрыве нулевого проводника N оборвется и заземляющая сеть. Поэтому использовать эту схему категорически запрещается.

В чем минус этого способа. В распределительном щите на фазный контур устанавливается автомат, который отключается при появлении короткого замыкания. Но все дело в том, что это устройство реагирует на силу тока, которая определяется характеристиками вставки внутри автомата. К примеру, на панели может быть указан показатель – 16 А. То есть, он будет реагировать именно на эту силу тока или большую. Все, что меньше данного значения, легко проскакивает, и автомат на это не реагирует. Он не будет разрывать цепь, к примеру, если сила тока короткого замыкания равна 10 амперам. А это величина, которая может нанести увечья человеку. При включенном автомате на металлическом корпусе бытового прибора образуется большой потенциал напряжения.

Как разделить электрику на зоны/ветки

Нужно прикинуть примерную мощность приборов и разделить зоны так, чтобы суммарная мощность одной зоны, которая защищена отдельным автоматом не превышала 3500 ватт (это 3.5 киловатта или 16 ампер при напряжении 220 вольт). Если имеются приборы потребляющие больший ток/мощность, то нужна отдельная ветка с отдельным автоматом (например электроплита).

Чтобы не путаться в мощности и токах, рекомендую все расчеты сводить в ток. Как узнать номинальный ток, потребляемый прибором? Если потребляемый ток не всегда указан на приборе или в его документации, то его мощность указанна обязательно. Чтобы узнать какой ток потребляет прибор в амперах, нужно его мощность в ваттах поделить на рабочее напряжение в вольтах. Например: на чайнике написано 2200 Вт (2.2 кВт) делим мощность на рабочее напряжение 220 вольт — 2200/220=10 А, таков ток, потребляемый чайником от сети.

Зачастую бывают такие ситуации: например на кухне планируется несколько мощных приборов — микроволновка, чайник и стиральная машина, не нужно даже начинать считать, чтобы понять что суммарная мощность выходит за пределы 3.5 кВт. Больше чем 2.5 мм2 сечение провода вроде решает проблему, но тогда нарушается вышеизложенное правило: тогда придется ставить более мощный автомат и стандартные розетки 16 А не подходят. Можно раскидать данные розетки на разные ветки, которые не имеют в перспективе других мощных приборов.

Однако такое решение не всегда практично, может быть в квартире планируется всего 2 ветки на свет и розетки и отдельная на плиту, тянуть отдельную линию на чайник как-то накладно. Решение просто — можно сделать все три розетки от одной линии, защищенной автоматом 16 А, все чем вы рискуете — защитный автомат будет иногда срабатывать при исправных приборах. Ведь указанные приборы обычно потребляют мощности меньшие, чем заявлены на их маркировке, скачки тока происходят лишь во время включения нагревательных элементов. Из практики — у меня частенько работала такая связка: водонагреватель (2.2 кВт) чайник и стиральная машинка, и при всех включенных приборах автомат еще некоторое время думал и только потом отключался.

Вообще, как правило, электроприборы со стандартной вилкой имеют номинальную мощность не более 2200 Вт, более мощные комплектуются специальными вилками/розетками и требуют отдельной ветки. В общем проектировать электрику следует так, чтобы на одну ветку приходилось не более двух таких мощных приборов. Если же так сложилось, что вопреки всем советам вы запитали от одной ветки много таких приборов, не стоит ставить более мощный автомат, в случае частых его срабатываний следует заменить автомат на менее чувствительный к кратковременным скачкам тока и будет вам счастье, и правил электромонтажа вы не нарушите.

Основные отличия

Как первая, так и вторая система защиты выполняет одну и ту же функцию – защита человека от поражения электричеством при прикосновении к оголенному проводу либо электроприбору, на котором происходит утечка тока. Разница лишь в том, что защитное зануление провоцирует моментальное отключение электроэнергии при опасном контакте человека и провода, а заземление мгновенно отводит опасное напряжение на землю. Так же оно вызывает снижение напряжения занулённых металлических нетоковедущих частей, оказавшихся под напряжением, относительно земли. Это и есть их общее отличие друг от друга, если говорить в двух словах.

Если рассматривать вопрос более подробно, то нужно остановиться на том, какой принцип действия у каждого варианта защиты, на основании чего сразу же будет видна разница альтернативных вариантов. Заземление работает следующим образом: к корпусу опасных электроприборов и бытовой техники подключается заземляющий провод, который идет на заземляющую шину в распределительном щитке. Оттуда общий заземляющий проводник выходит к главному заземляющему контуру – металлической конструкции, вкопанной в землю рядом с домом (как показано на фото). Если произойдет пробой тока на корпус прибора либо контакт с оголенной токоведущей жилой, опасность минует человека.


Что касается зануления, оно собой представляет соединение корпуса электроприбора с нейтральным проводом сети – нулем. В результате образуется замкнутый контур, как показано на схеме ниже. При возникновении опасной ситуации произойдет короткое замыкание и автоматические выключатели на вводном щитке моментально отключат электроэнергию.

Наглядно увидеть разницу между занулением и заземлением Вы можете на данной схеме:

Надеемся, теперь Вам стало понятно, чем отличаются обе защитные системы и что не менее важно – как они работают. Рекомендуем также просмотреть разницу между ними на наглядном видео примере:. Отличие альтернативных вариантов

Отличие альтернативных вариантов

Диагностика сетевого заземления

Наличие PE — шины в щитке и характерного желто-зеленого провода не всегда свидетельствует о том, что оно действительно работает.

Все зависит от состояния металлического контура, закопанного в землю. Если проводка делалась давно, вероятно металл уже «съела» ржавчина или ослаб контакт с контуром.

Еще частая причина неисправности — человеческая халатность и недальновидность. Чтобы частный дом приняли в РЭС — главное наличие ввода заземления в дом, но по факту его никто никогда не проверяет, потому часто делался муляж, в щиток заводился обычный кусок кабеля, ни к чему не ведущий.

Исходя из потенциальной опасности, проверьте качество PE-контактов. РЭС для этого применяет дорогостоящее оборудование, которое покупать для себя нецелесообразно. Вместо него лучше воспользуйтесь более дешевыми, но эффективными способами.

Проверка карманным мультиметром

Вы осмотрели розетку, в ней все три контакта подключены правильно. Теперь включите напряжение на щитке.

Отверткой-пробником проверьте, в каком из отверстий фаза. Коснитесь кончиком контакта и сверху приложите палец. В одном из двух отверстий лампочка должна засветиться — это и будет фазный контакт.

Проверка нужна для того, чтобы убедится в правильности подключения фазы и нуля. Невнимательный электрик мог просто их перепутать при подключении.

Возьмите самый обычный мультиметр и прикоснитесь красным щупом к фазе, а черным к нейтрали. Запомните отображенные данные.


Переместите черный щуп к боковым контактам. Если на экране ничего не отобразилось или разница между данными слишком большая, значит у Вас некачественное заземление, подлежащее переделке.

Если мультиметр с замером сопротивления, то просто переведите его в соответствующий режим. На экране отобразится сопротивление, допустимый показатель должен быть в пределах 20-30 Ом.

Это достаточно дешевый способ проверить. Новый мультиметр можно приобрести от 15$, а отвертка-пробник за 1$ продается в любом переходе. Со временем они Вам не раз еще пригодятся.

Если лень покупать, можно сделать диагностику и «дедовским методом».

Проверка народным методом

Вам понадобится патрон с лампочкой и двумя проводами. Зачистите оба концы на 10-15мм. Теперь приложите один из них к фазе, а второй к боковым контактам. Лампочка должна ярко гореть.

Если лампочка не горит вообще, значит «земля» — нерабочая, тусклое горение свидетельствует о слабом контакте, значит прогнил контур, или где-то отпал контакт. В этом случае найдите и устраните причину плохой пропускной способности. Проследите, куда ведет желто-зеленый провод и действительно ли он соединен с PE-шиной в щитке. Ни в коем случае не оставляйте неисправность просто так

Что будет если проигнорировать неисправность

После проверки выяснилось, что заземление настоящее, но не достаточно хорошее, чтобы пропускать ток. Что произойдет, если оставить как есть?

Представьте, что случилась утечка на корпус электроприбора. Электричество начинает медленно перетекать в землю, но металлическая поверхность и дальше под напряжение. После касания рукой для тока возникает путь с меньшим сопротивлением — человеческое тело. Он поменяет направление и потечет в организм, из-за чего Вы получите удар. Таким образом, плохое заземление еще хуже, чем его отсутствие.

Чтобы таких проблем не возникало в будущем, сделайте проводку «на совесть» еще на этапе строительства или капремонта. Вероятно придется переделывать все, включая заземляющий контур.

Зануление и заземление: в чем разница по области применения

Главное правило – оба вида защиты одновременно применять нельзя. Если есть возможность заземления, то зануление не рассматривается, как возможный вариант. В каких же случаях монтируется тот или иной вид? Сейчас узнаем.

Когда выполняется заземление оборудования

В многоквартирных домах контур заземления устраивается вокруг, либо по двум сторонам здания. Исключение составляют только дома старой постройки – в них контур может отсутствовать. В частных домах устройство контура ложится на плечи домовладельца. Как выглядит, каким образом монтируется заземляющее устройство, мы рассмотрим ниже.

Контур заземления имеет вид треугольника – это наиболее оптимально Статья по теме:

УЗО, что это такое и для чего он нужен? Что выбрать УЗО или дифференциальный автомат? Как подключаем устройство к однофазной сети с заземлением и без него? Как правильно выбрать аппарат для защиты дома? Ответы на эти вопросы Вы узнаете из нашего обзоре.

Полезно знать! Заземление считается более надежным способом защиты, но при расключении вводного электрощита и разводке проводки внутри помещений нужно быть крайне внимательным. Нигде заземление не должно соприкасаться с нейтралью. Если такое произойдет, установленные устройства защитного отключения (УЗО) будут срабатывать без причины.

Что такое защитное заземление, где оно применяется, разобрались. А что со вторым видом?

Когда применяется защитное зануление в квартире

Такой вид защиты применим, при условии отсутствия заземления. Обычно это многоквартирные дома старой постройки. Используя такой вид защиты, необходима установка автоматов и УЗО. Выполняется оно следующим образом.

Такие дома не имеют контура заземления. Здесь придется обойтись занулением

Нулевой провод до подключения к УЗО выводится на отдельную шину, от которой и будет идти желто-зеленый провод глухозаземленной нейтрали. Основной ноль разводится по УЗО и следует в квартиру. Самый простой вариант – на разводку квартиры идет трехжильный кабель, два провода которого (фаза и ноль) проходят через защитную автоматику, а один (глухозаземленная нейтраль) напрямую. Он соединяется на заземляющие контакты розеток и осветительных приборов.

Так выглядит глухозаземленная нейтраль на трансформаторной подстанции


С этим читают