Что такое заземление и зануление?
Заземление – это электрическое соединение с землей (грунтом) металлических частей, которые могут оказаться под напряжением. Система заземления состоит из:
- заземлителя (частей, находящихся в контакте с землей);
- заземляющего проводника (проводов и их соединений), который соединяет заземленное устройство с грунтом.
Подробнее о видах заземлителей можно прочитать в статье «Искусственный и естественный заземлители».
Зануление – это электрическое соединение с нулевым защитным проводником (PEN) металлических частей оборудования, которое может стать токопроводящим. Такой проводник выполняет функции заземляющего и нейтрального провода.
Заземление и зануление применяется для того, чтобы создать систему защиты:
- пользователей от поражения электрическим током при работе с электротехникой, например, бойлером, стиральной машиной, котлом отопления и др.;
- электрооборудования от повреждений или сбоев в работе, например, измерительных приборов, акустических систем и электроники управления.
Такие ситуации могут произойти из-за утечек тока и появлении опасного напряжения на металлических частях техники/электропроводки и соприкосновения человека с ними. Ток может появиться в результате повреждения изоляции, неисправности оборудования, некорректного монтажа проводки или накопления статического электрического заряда.
Принцип действия заземления и зануления
Отличие заземления от зануления заключается в способе соединения проводников и принципе срабатывания:
- С помощью заземления выполняется перенаправление опасного напряжения с корпуса оборудования в грунт по заземляющему контуру (по пути наименьшего сопротивления). Затем оно «рассеивается» в его влажной среде. За счёт этого снижается опасное напряжение прикосновения и уменьшается риск поражения электрическим током. Заземление – это надежный способ организации электрозащиты. Система заземления встречается в новостройках и частных домах.
- При занулении ток в землю не переводится. Вместо этого, когда происходит пробой изоляции и напряжение поступает на корпус электротехники или другие токопроводящие элементы, ток проходит по нулевому защитному проводнику, на линии повышается сила тока до высоких значений, создается короткое замыкание. Затем автоматический выключатель, предохранитель или другое защитное устройство отключает поврежденный участок из-за превышения токового номинала. Подача тока на корпус мгновенно прекращается.
Защитное зануление применяется в трехфазных четырехпроводных системах с глухозаземленной нейтралью. Такое соединение встречается и на бытовых объектах, где нет возможности создать систему заземления. В основном это старые многоквартирные дома с устаревшей внутренней проводкой без контура заземления. Однако такой способ может быть опасным при неправильной реализации или повреждении нулевого проводника.
Стоит ли делать заземление или зануление?
В современных электроустановках защитное заземление считается предпочтительным способом повышения электробезопасности. Оптимально проложить дополнительный провод в здание и подключить его к домашней электропроводке или создать индивидуальный контур заземления для коттеджа или загородного дома. О том, как сделать систему заземления, можно подробно прочитать в отдельной статье.
Зануление рассчитано на создание аварийного тока и быстрое отключение линии защитным устройством. При неправильной реализации, обрыве нулевого проводника или ошибках в подключении такая схема может быть опасной. При таком варианте срабатывания сложно постоянно контролировать целостность проводников. Всегда есть риск отгорания нулевого контакта или ошибочной замены местами проводников N и L из-за проведения ремонтных работ.
У системы зануления есть сложности срабатывания:
- сила тока должна быть такой величины, чтобы устройство защиты сработало мгновенно;
- устройство защиты должно быть в исправном состоянии, иначе оно не отработает, и пользователи останутся в опасности. В этом случае также опасный ток распределится и на другие элементы электропроводки, которые будут подключены к «занулению».
Некоторые пользователи прибегают к занулению из-за отсутствия других вариантов организации защиты. Для этого они устанавливают перемычку перед розеткой между нейтральным проводником и её контактом заземления. Однако при нарушении целостности нулевого проводника или замены проводников местами корпус электроприборов окажется под напряжением. Правильное подключение розетки с защитным контактом разобрано в статье «Пошаговое руководство по подключению розетки с заземлением».
Также ошибкой является некорректное разделение PEN-проводника в квартирном щите, когда дополнительная шина PE подключается перемычкой к шине N без соблюдения требований проекта и норм. При обрыве нуля опасный потенциал может появиться на всех «занулённых» приборах, а защита может не сработать.
Если на объекте нет системы заземления и её невозможно организовать, то необходимо установить УЗО (устройство защитного отключения). О том, как установить УЗО, можно прочитать в нашей статье.
Заземление и зануление: в чём разница?
Заземление и зануление относятся к мерам защиты от поражения электрическим током, но отличаются принципом работы и областью применения.
При заземлении открытые проводящие части электрооборудования соединяются с заземляющим устройством. При повреждении изоляции опасный потенциал уходит через защитный проводник к заземлителю, а защитные устройства помогают отключить повреждённую линию.
При занулении металлические части оборудования соединяются с нулевым защитным проводником. При пробое фазы на корпус возникает аварийный ток, который должен привести к быстрому срабатыванию автоматического выключателя или другого аппарата защиты.
| Параметр | Заземление | Зануление |
| Что соединяется | Корпус оборудования с заземляющим устройством | Корпус оборудования с нулевым защитным проводником |
| Основной принцип | Снижение опасного потенциала и отвод тока через защитный проводник | Создание условий для быстрого отключения линии при аварии |
| Где применяется | В современных системах защитного заземления | В сетях, где такая схема допустима и правильно реализована |
| Что важно для работы | Исправный контур заземления, PE-проводник, защитные устройства | Целостность PEN/PE-проводника и исправность аппаратов защиты |
| Основной риск при ошибке | Неэффективный отвод тока, опасное напряжение на корпусе | Появление фазного напряжения на корпусах приборов при обрыве нуля |
| Можно ли делать самостоятельно перемычкой в розетке | Нет | Нет |
Самостоятельное соединение нулевого и защитного контакта в розетке, подключение заземления к трубам отопления или водопровода, а также произвольное разделение PEN-проводника без проекта и проверки недопустимы. Такие решения могут создать опасность поражения электрическим током.
Искусственное и естественное заземление
Заземлитель может быть искусственным или естественным.
Искусственное заземление создаётся специально для электроустановки. Обычно оно включает вертикальные электроды, соединённые между собой горизонтальным проводником в единый контур.
Естественное заземление использует существующие металлические конструкции, которые имеют электрический контакт с землёй. Применять такие элементы можно только в случаях, когда это допускается проектом и нормативной документацией.
| Параметр | Искусственное заземление | Естественное заземление |
| Как создаётся | Монтируется специально для объекта | Использует существующие металлические конструкции |
| Где чаще применяется | В частных домах и новых электроустановках | На объектах, где такие конструкции предусмотрены и проверены |
| Преимущество | Можно рассчитать и выполнить под требования объекта | Может снизить объём дополнительных работ |
| Ограничение | Требует монтажа и измерений | Допустимость применения нужно подтверждать проектом и проверкой |
Классическое и модульно-штыревое заземление
Для частных домов часто применяют классический контур или модульно-штыревую систему.
Классическое заземление выполняют из нескольких вертикальных электродов, соединённых металлической полосой или проводником. Такая схема подходит для большинства объектов, но требует земляных работ и места на участке.
Модульно-штыревое заземление собирают из отдельных стержней, которые последовательно соединяются и заглубляются в грунт. Такой вариант удобен при ограниченной площади участка, но также требует правильного расчёта, монтажа и проверки сопротивления.
| Параметр | Классическое заземление | Модульно-штыревое заземление |
| Конструкция | Несколько электродов, соединённых в контур | Набор соединяемых стержней |
| Земляные работы | Обычно больше | Обычно меньше |
| Где удобно применять | На участках с достаточным местом | При ограниченной площади |
| От чего зависит результат | От грунта, глубины, количества электродов и качества соединений | От грунта, глубины погружения, числа модулей и качества соединений |
Выбор схемы зависит от грунта, площади участка, параметров электроустановки и требований проекта. После монтажа любой контур необходимо проверить измерением сопротивления.
Что поможет от перепадов напряжения в электросети?
Если в электросети случаются скачки и просадки напряжения, то заземление или зануление не поможет. Для организации качественного электропитания оборудования устанавливаются стабилизаторы напряжения. В зависимости от их выходной мощности возможна организация защиты отдельного электроприбора, группы потребителей или всей электроники на объекте.
Для выполнения своей задачи они могут подключаться через обычную сетевую розетку или к электропроводке сразу после вводного автомата. Для второго варианта предполагается клеммное подключение.
Инверторные модели считаются самыми технически продвинутыми. За счет бестрансформаторной технологии двойного преобразования они выполняют:
- мгновенную стабилизацию вольтажа при перепадах сети от 90 до 310 В;
- непрерывное питание нагрузки высококачественным сигналом с отклонением не более 2% и чистым синусом.
Технология также позволяет обеспечивать бесперебойную работу электротехники при кратковременных отключениях сети (морганий) до 200 мс.