Arco-systems.ru

Журнал Арко Системс
9 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Принцип работы заземления розетки

Создание защитного заземления

Защитное заземление — это специальное электрическое соединение с контактом «земля» различных электроприборов, металлические элементы которых не находятся под напряжением, но могут проводить опасные токи при неправильной работе.

Основное назначение защитного заземления — повышение безопасности и исключение возможности поражения человека электрическим током (ПУЭ 1.7.29).


При правильно сделанном соединении, в ситуации с нарушением изоляции и появлении тока утечки, срабатывает УЗО, тем самым защищая человека, от поражения током при прикосновении к металлическим частям какой-либо техники (стиральные машины, электрические плиты и так далее).

Заземление и зануление: принцип работы и в чем разница

Для чего нужно заземление

Заземление – это подсоединение нетоковедущих частей электрооборудования с контуром заземления. Контур заземления в свою очередь всегда соединяется с землей, которая считается абсолютным нулем. Сами по себе металлические части приборов под напряжением не находятся, но при возникновении повреждений в изоляции, представляют опасность для человека. Тело человека – отличный проводник, поэтому при прикосновении к токопроводящему предмету, все напряжение проходит через него. Напряжение на корпусе прибора может возникнуть не только при повреждении, но и накопиться в виде статического электричества.

В этом случае поражение тока не будет смертельным, но все же неприятные ощущения и последствия могут возникнуть. Именно в таких случаях и нужно заземление.

Как определить где фаза, ноль и земля. Цвета проводов вам помогут.

При возникновении напряжения на корпусе прибора, заземляющий защитный проводник выведет весь ток на контур заземления. И даже если человек в этот момент дотронется до корпуса, то ток выберет самый выгодный путь, то есть путь с наименьшим сопротивлением. У кожи человека сопротивление выше, чем у проводника, поэтому ток пройдет по нему. Такие проводники, как правило, изготавливаются из металлов, имеющих наименьшее напряжение: меди или стали.

Кроме того, в системе заземления устанавливаются устройства защитного отключения(УЗО), оборудованные дифференциальными автоматическими выключателями, которые при возникновении пробоя отключат прибор и помогут сохранить проводку.

Обозначение заземления

Заземления обозначаются в соответствии с международной системой, двумя или более латинскими буквами. вторая – заземление нетокопроводящих частей электрооборудования.

Отношение нейтрали источника питания к земле, характеризуется первой буквой и обозначается следующим образом:

  • Т – указывается на заземленную нейтраль, то есть источник электропитания соединен непосредственно с землей;
  • I – источник электропитания имеет изолированную нейтраль.

Отношение открытых проводящих частей электрооборудования относительно земли, характеризуется второй буквой:

  • Т – указавает на то, что электрооборудование уже имеет локальное заземление;
  • N – электрооборудование заземлено только через нефазный проводник.

Если используется второй вариант, то после буквы N идут дальнейшие обозначения, указывающие на совмещение или разделение рабочего и защитного нулевых проводников. Буква «С» обозначает, что эти проводники проводники объединены, буква «S» — что разделены.

Также можно встретить обозначения самих нефазных проводников: N – нулевой рабочий (нейтральный) проводник, РЕ – защитный проводник, PEN – совмещенные нулевые защитный и рабочий проводники.

Как работает заземление

При подключении защитного зеземления к электроприбору используют РЕ-проводник. При этом проводник выделяется индивидуально из распределительного щитка к розетке. Конструкция проводника обеспечивает контакт прибора с землей в тот момент, когда вставляется вилка в розетку. Размыкание этого контакта также осуществляется в последнюю очередь при вынимании вилки из розетки. Таким образом, обеспечивается надежное заземление.

Заземление обеспечивает защиту при помощи работы устройств защитного отключения (УЗО). Такие устройства постоянно сравнивают ток, входящий через фазный провод в помещение и выходящий из нулевого рабочего проводника. В обычном рабочем состоянии значения этих токов равнозначны и имеют противоположное направление. Поэтому в органе сравнения устанавливается баланс токов.

При возникновении сбоя в цепи ток с поврежденного участка течет в обход нулевого рабочего проводника. В устройстве сравнения появляется дисбаланс токов, который приводит к отключению контактов защитного устройства и снятию возникшего напряжения с системы.

Благодаря такой схеме отключение при возникновении неисправности происходит за доли секунды. Сами по себе УЗО не обеспечивают защиту от короткого замыкания. С этой целью часто перед ними дополнительно устанавливают дифференциальные автоматические выключатели.

Заземление распределительного щита

Зачем нужно использовать зануление

Зануление – это преднамеренное соединение нетокопроводящих элементов электрооборудования с глухозаземленным нулевым проводником. Принцип зануления рассчитан на возникновение короткого замыкания в момент выхода тока на корпус приборов, при повреждении изоляции. При пробое фазы на корпус, подсоединенный к нулевому проводнику, происходит замыкание контура между нулем и фазой — так называемое однофазное короткое замыкание. В этот момент срабатывают защитные приборы и происходит выключение линии, питающей неисправный электроприбор.

При этом величина силы тока многократно возрастает, что является небезопасным. Если прикоснуться к прибору в такой момент, то последствия могут быть плачевными. В связи с этим, зануление небезопасно использовать в жилых помещениях.

Читать еще:  Держатель для ключей вилка розетка

Свое применение зануление находит в основном на производственных площадках. Оно используется в системах с присутствием PEN, PE или N проводников. При использования зануления в качестве обеспечения электрозащиты напряжение в электроустановке не должно превышать 1000 В.

Надежность зануления полностью зависит от надежности нулевого защитного проводника. Из-за этого уделяется особое внимание при его прокладке, стараясь свести к минимуму возможность обрыва проводника. Заземление и зануление — важные и необходимые средства защиты как человека, так и электрической сети.

Подготовка к выполнению проверки

Чтобы подготовиться к этой проверке, необходимо сделать следующее:

  • включить любую лампу в розетку и убедиться, что лампочка загорелась;
  • отключить автомат во входном щитке. Если лампочка погасла, значит, вы выключили тот автомат, который следует;
  • вынуть вилку лампы из розеточных гнезд и снять крышку розетки.

Выполнение проверки заземления

Чтобы выполнить эту проверку, необходимо:

  • установить, с чем соединен контакт заземления. Если он соединен с одной из клемм розетки, следовательно, речь идет о занулении. Если с отдельным проводом – о заземлении. При отсутствии соединений – заземление отсутствует вообще;

Помните, что при отсутствии заземления розетку можно использовать для питания лишь тех приборов, которые оснащены двойной изоляцией!

  • вернуть крышку розетки на свое место, плотно закрепив ее, и включить автомат;
  • проверить правильность подсоединения зануления: поскольку ошибки с его подключением очень опасны. Для этого индикаторной отверткой надо проконтролировать отсутствие фазного напряжения на заземляющем контакте. При его наличии следует немедленно обратиться к профессионалу;

Проверка отсутствия фазы в заземляющем контакте

При ее наличии необходимо вызвать электрика

  • если имеются внешние признаки наличия заземления, убедиться, что это действительно так. Для этого необходимо:
    • проверить, нет ли соединения заземляющего контакта с фазой (описание этой операции приведено несколько выше);
    • найти индикаторной отверткой контакт розетки, соединенный с фазой. После этого снять палец с сенсорного контакта;
    • вместо пальца к сенсору прижать щуп заранее подготовленного изолированного провода. Лампочка отвертки вовсе не загорится или загорится очень слабо;;
    • второй щуп провода поставить на заземляющий контакт. Если лампочка отвертки ярко засветится, подсоединение заземляющего контакта произведено правильно. Если же лампочка в отвертке не загорится, это означает, что заземление в розетке отсутствует. Такая розетка пригодна лишь для приборов, оснащенных двойной изоляцией.

Подобную проверку может выполнить практически любой человек. Однако полностью достоверный результат может быть получен с помощью специальных приборов, которыми располагают, как правило, профессиональные электрики.

Как работает заземление в частном доме (система TT)

Теперь перейдем непосредственно к рассмотрению темы заземления на примере частного дома имеющего заземление электрооборудования по системе TT. От распределительного трансформатора по столбам к каждому дому заходит однофазное питание 220 Вольт — фаза и нейтраль (рабочий нулевой провод). Помимо того, что нейтраль имеет нулевой потенциал, на распределительной подстанции она соединена через контур заземления с контуром заземления нашего дома. Объясним это простыми словами. Мы знаем, что земля это проводник, но не идеальный. В зависимости от грунта удельные сопротивления могут отличатся:

Удельное сопротивление грунтов
Вид грунтаУдельное сопротивление, Ом/м
Глина50
Известняк плотный1000 — 5000
Известняк рыхлый500 — 1000
Известняк мягкий100 — 300
Гранит и песчаник в зависимости от выветривания1500 — 10000
Гранит и песчаник выветренные100 — 600
Гумусный слой10 — 150
Илистые грунты20 — 100
Мергели юрского периода30 — 40
Мергели и плотная глина100 — 200
Слюдистые сланцы800
Глинистый песок50 — 500
Кремнистый песок200 — 3000
Слоистые сланцевые грунты50 — 300
Голый каменистый грунт1500 — 3000
Каменистый грунт, покрытый травой300 — 500
Заболоченные грунтыОт нескольких единиц до 30
Влажные торфянистые грунты5-100

Представим, что где-то в глубине, в каком-то слое находится условный проводник с сопротивлением близким к нулю. Делая контур заземления на подстанции мы снижаем сопротивление от нуля трансформатора к этому проводнику.

Аналогично с помощью контура заземления в доме (система заземления TT) мы снижаем сопротивление через землю к данному условному проводящему слою. И при пробое фазы на наше заземление образуется замкнутая цепь. Зачем это нужно? Для защиты от поражения током, например, в случае пробоя фазы на корпус заземленного бытового прибора. И для наглядности и понимания смоделируем несколько ситуаций при помощи программы Electronics Workbench.

Сопоставьте приведенную схему с предыдущей иллюстрацией:

Слева на право. 2 Ом — заземление нейтрали. Выше идет трансформатор. От него фаза поступает в дом (нулевой провод нам не нужен, так как мы моделируем пробой фазы на корпус). В данном примере заземляющий контур дома плохой, и имеет сопротивление 100 Ом. К корпусу на котором опасный потенциал прикасается человек. Примем общее сопротивление человека, обуви, пола 4000 Ом. В результате в цепи фаза-заземление — нейтраль появится ток силой 2,2 А (этого недостаточно для срабатывания автоматического выключателя), а через человека потечет опасный ток 54 мА.
Читать еще:  Смотреть как подключить телефонную розетку

Рассмотрим вторую ситуацию, когда сопротивление контура равняется 4 Ом:

Дополнительно указаны напряжения между фазой и землей через контур заземления. Произошло падение с 220 Вольт до 146 Вольт. Следующее падение на участке с земли через заземлитель трансформатора к нейтрали. На этом участке напряжение уже 73 Вольта. То есть ток через заземление не просто стекает в землю. Он движется от точки с большим потенциалом к точке с меньшим потенциалом через землю. И в процессе движения при пробое фазы на землю теряется напряжение из-за сопротивления земли.

Вернемся к защитным функциям заземления. Как видно, при сопротивлении контура 4 Ом ток короткого замыкания 36,7 А. А этого достаточно для срабатывания правильно подобранного автоматического выключателя. Одновременно снизился ток проходящий через человека до 36,8 мА. Но это все равно опасное значение при несрабатывании автомата. И если мы говорим о системе заземления TT, то автоматические выключатели здесь должны обязательно дополнятся УЗО (устройством защитного отключения).

Заземлители

1.Естественные

— водопроводные трубы, проложенные в земле (ХВ)

— металлические конструкции здания и фундаменты, надежно соединенные с землей

— металлические оболочки кабелей

— обсадные трубы артезианских скважин

— газопроводы и трубопроводы с горючими жидкостями

— алюминиевые оболочки подземных кабелей

— трубы теплотрасс и горячего водоснабжения

Соединение с естественным заземлителем должно быть не менее чем в двух разных местах.

2. Искуственные

Контурные

Выносные: групповые и одиночные

Позволяют выбрать место с минимальным сопротивлением грунта.

Традиционно, для искусственных заземлителей применяют угловую сталь толщиной полки не менее 4 мм, стальные полосы толщиной не менее 4 мм или прутковую сталь диаметром от 10 мм.

Широкое распространение в последнее время получили глубинные заземлители с омедненными или оцинкованными электродами, которые по долговечности и затратам на изготовление заземлителя существенно превосходят традиционные методы.

Особая проблема — создание качественного заземления в условиях вечной мерзлоты. Здесь стоит обратить внимание на системы электролитического заземления, позволяющие эффективно решить проблему.

Подробную информацию о различных схемах зазелителей, способах расчета и консультации можно получить на сайте www.zandz.ru

В настоящее время питание электроприемников в электроустановках жилых и общественных зданий выполняется от сети 380/220 В 50 Гц с системой заземления TN-S или TN-C-S (рис. 1). В системе TN используется непосредственная связь нейтрали источника электропитания с землей, при этом источник электропитания заземлен, а заземление потребителей производится только через отдельный проводник. Во всех зданиях линии групповой сети, прокладываемые от групповых этажных и квартирных щитков до светильников общего освещения, штепсельных розеток и стационарных электроприемников должны выполняться трехпроводными линиями: фазный L, нулевой рабочий N и нулевой защитный PE — проводники.

Рис. 1. Система TN-S переменного тока 220 В. Нулевой рабочий и нулевой защитный (заземляющий) проводник разделены (а), система TN-C-S переменного тока 220 В. Нулевой рабочий и нулевой защитный проводник совмещены в одном проводнике в части системы питания (б)

В новых домах, как правило, используется подключение TN-S с отдельными N и PE – проводниками. В зданиях, где изначально реализована двухпроводная схема соединений, правилами устройства электроустановок рекомендована к применению комбинированная система заземления TN-C-S, упрощающая подключение потребителей к сети [1]. Основным ее недостатком является то, что в результате обрыва или перегорания PE – проводника корпус электрооборудования (в случае нарушения изоляции) может оказаться под напряжением относительно земли.

Итак, особенностью двух систем заземления TN-S и TN-C-S является наличие изолированного от земли (в месте подключения потребителя) PE – проводника. В этом случае при аварийном включении «фазы» на землю ток через заземляющий проводник от источника электроснабжения не протекает, что снижает опасность возникновения пожара и поражения электрическим током.

Кроме главной функции – электробезопасности потребителей – наличие нулевого защитного проводника позволяет уменьшить уровень нежелательных излучений оборудования в низкочастотной области (в диапазоне частот от 5 Гц до 20 кГц). Особенно это важно для персональных компьютеров, уровень нежелательных излучений которых регламентирован санитарными нормами и правилами САНПиН 2.2.2/2.4.1340-03 [2]. При этом оказывается, что отсутствие PE – проводника или ухудшение контакта с ним в евророзетке неминуемо увеличивает нежелательные излучения персонального компьютера в низкочастотной области до недопустимых нормами значений.

Любители высококачественного звуковоспроизведения давно обратили внимание на тот факт, что полярность включения вилки в розетку влияет на качество звучания звуковоспроизводящего комплекса.

Разновидности заземления

По ГОСТу «Электроустановки зданий» выделяются типы заземления, которые имеют буквенные значение, например, TN-S. Первая буква обозначает характер заземления источника питания, вторая буква указывает характер заземления открытых проводящих частей. Если имеется буква через дефис, то она говорит о способе устройства нулевых защитного и рабочего проводников.

Читать еще:  Установка дополнительных розеток прикуривателя

Особенности выполнения заземления

Заземление для электрического оборудования, используемого вне бытовых условий, следует предоставить профессионалам.

ГОРИНКОМ является специалистом в данной сфере, имеют профессиональные знания по заземлению электроустановок, что позволит создать надежные меры по защите и созданию безопасных условий для людей, работающих с таким оборудованием.

Особенности при заземлении:

  • Заземление не требуется при напряжении менее 25В переменного тока и показателях постоянного тока меньше 60 В.
  • Заземление обязательно для устройств на взрывоопасных предприятиях, а также на установках со всеми видами напряжений переменного и постоянного тока.
  • Не производить меры по заземлению можно на невзрывоопасных предприятиях, а также при занулении металлических объектов. Но при этом обязательно для электрооборудования с корпусами, такими как в шкафах или пультах. Заземление в этих случаях обязательно.

Профессионалы обладают специфическими знаниями по особенностям заземления любых объектов, что создаст наиболее безопасные и надежные условия для людей, оградив их от пагубного прямого воздействия электрического тока.

Заземление серверного шкафа

Серверные шкафе предназначены для надежного хранения сетевых и коммуникационных оборудований. Широкое применение получили в коммерческих организациях, где хранение информации и оборудования требует отведения специального места.

Любое электрическое оборудование требует соблюдения норм безопасности, создания условий, которые не приведут к порче имущества и нанесению вреда здоровью, жизни человека.

Одним из требований из «Правил устройства электроустановок» является заземление. Эта мера позволяет снять статистический заряд с оборудования и шкафа, совершить уравнивание потенциалов.

Заземление серверного шкафа производится благодаря телекоммуникационной шине, соединенной заземляющим проводником. Последний должен быть стальным с площадью сечения менее 4 кв. мм. Медная шина с 19″ крепление рекомендуется для оптимальной защиты серверных шкафов.

Установка производится непосредственно в конструкции. Соединение шины происходит к кронштейнам с помощью специальных держателей.

Соединять несколько шкафов проводником нельзя, для этой цели лучше воспользоваться заземленными розетками. Расположить их стоит на расстоянии 3 метров.

Информационное заземление установок и оборудования позволяет обезопасить не только материальные объекты, но и интеллектуальную ценность. Оборудование в виде серверных шкафов предназначено для надежного сбережения необходимой информации.

Заземление трансформаторов тока

Действия по заземлению трансформатора позволяет организовать безопасные условия для функционирования оборудования и работы людей, связанных с обслуживанием системы кабелей.

Заземления в трансформаторах тока требуют все металлические части, в том числе опорных конструкций, различных каркасов, которые могут накапливать заряд.

Для этого используют штыри из стали, которые необходимо вставить в землю в вертикальном положении. Длина такого штыря должна составлять не меньше 4 м, диаметр — более 12 мм.

Ввинченные заземлители необходимо расположить под землей на 80 см — это оптимальный показатель размещения для надежного заземления. Заземлители, расположенные горизонтально, должны быть выполнены из стали с диаметром более 4 мм.

Заземление обязательно должно включать подсоединение к защитному контуру и вторичным обмоткам. Такая особенность отличает заземление трансформатора тока и напряжения. В случае необходимости обезопасить несколько трансформаторов возможно заземление вторичных обмоток каждого общим проводником.

Технологические трубопроводы

Заземление технологических трубопроводов позволяет обезопасить объект от статистического заряда. Процедура проводится с помощью хомута проводника из полосовой стали. Он должен крепко охватывать объект для надежного заземления.

Для заземления следует использовать хомут размерами обхвата сопоставимыми с внешним диаметром трубы.

Кроме того, для этой цели понадобятся заземляющий отвод, крепежные болты, шайбы и гайка. Хомут перед креплением необходимо очистить. Если в непосредственной близости от трубопровода (порядка 10 см) расположены металлические конструкции, то они также требуют заземления.

Особые способы заземления

Одним из усовершенствованных способов заземления для оборудования является модульное заземление. Принцип устройства заключается в закапывании глубинного электрода отрезками, которые называют модулями.

Они представляют собой стальной электрод с напылением из меди. Вкапывание производится с помощью молотка. Количество модулей зависит от необходимой степени заземления. Небольшие габариты модулей позволяют легко доставлять до места установки. Монтаж такой системы заземления довольно прост.

Недостатком такого способа является невозможность применения в твердых и промерзлых грунтах.

Функциональное заземление — способ заземления оборудования для его нормального функционирования, характеризующийся полным отсутствием электрического потенциала. Для заземления используется функциональный заземляющий проводник и защитный проводник, которые объединяют в один и присоединяют к шине.

Любое заземление позволяет создать комфортные и безопасные условия по эксплуатации электрооборудования. Предотвращает удары тока при возникновении сбоев, неправильной работы устройств.

Ситуации по выходу из строя оборудования создают опасные условия по возникновению напряжения в непредназначенных для этого местах. Заземление позволяет убрать напряжение, ток, передав его земле, при этом здоровье и жизнь человека остаются в безопасности, а оборудование прослужит долго.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector