Заземлення та занулення: в чому різниця між ними, поняття, вимоги

Часто домашні майстри не розуміють, як влаштована система електропостачання трифазного типу, як відбувається введення електрики, як працює захисне обладнання, в чому відмінність між заземленням і занулением. Саме систему заземлення та занулення, яка застосовується повсюдно, хочеться розглянути найбільш докладно.

У чому різниця між заземленням і занулением

Насамперед, необхідно розглянути систему трифазного змінного струму, щоб точно зрозуміти, що таке заземлення та занулення, а також яку функцію воно там виконує.

Сучасна трифазна система

На сучасному етапі розвитку енергетики найвигіднішою і простою системою передачі енергії на далекі відстані є система трифазного змінного струму. Дивну простоту і геніальність цього винаходу складно навіть усвідомити. У порівнянні з системою, що базується на генераторах постійного струму, трифазна система має величезні плюси, а саме:

• Простота перетворення електричної потужності. За допомогою трифазних трансформаторів можна отримати будь-який вольтаж.

• Простота отримання однофазного і двофазного напруги з трифазного. Однофазний струм виходить шляхом відгалуження одного фазного проводу і нуля. Двофазний струм отримують шляхом підключення трансформатора Скотта.

• Простота передачі енергії на далекі відстані, що досягається за рахунок використання підвищувальних трансформаторів змінного струму.

• Постійний струм, на жаль, повністю непридатний в тих випадках, коли мова йде про передачу електричної енергії на далекі відстані з мінімальними втратами в проводах. Серйозний нагрів проводів укупі з труднощами і неефективністю перетворення назавжди закрили дорогу постійному струму в світ великий електроенергетики.

Заземлення та занулення в ланцюгах змінного струму

По суті, нуль – провід синього кольору, промаркірований N. Зануление – це навмисне з’єднання або середньої точки в обмотці 3-х фазного генератора, або з’єднання в навантаженні до робочого нуля. Основних функцій у занулення дві: 1 – робоча функція і 2 – захисна функція. Робоча функція найяскравіше проявляється в схемі розподілу електроенергії в багатоквартирному будинку. Спочатку введення електрики виконується тільки за допомогою трифазного струму, який рівномірно розподіляється по квартирі. Як приклад припустимо, що в одному конкретному під’їзді є 36 квартир. Отже, розподіл навантаження має бути здійснене максимально збалансовано і рівномірно: на фазу A підключаємо 12 квартир, на фазу В 12 квартир, а на фазу С, природно, що залишилися 12 квартир. Як би не старалися проектувальники збалансувати схему споживання, практика однозначно говорить про те, що досягти балансу і рівномірність навантаження ніколи на 100% не вдається – хтось витрачає електрики більше, а хтось менше. Тому і була придумана лінія N – робочий нуль. Основна мета робочого нуля – відновити баланс напруг по фазах, тобто не дати виникнути перекосу напруг. До слова, саме раптове відключення нульового провідника може привести до того, що в деяких квартирах виникне блискавичний сплеск робочої напруги до позначки 380 В. На жаргоні електриків дане явище називають отгоранія або відвалом нуля.

Трифазна система вимагає наявність заземлення та занулення середньої точки робочих обмоток, з’єднаних за схемою зірка. Щоб чітко розуміти різницю між занулением і заземленням, давайте звернемося до стандартною схемою включення навантаження до трифазного джерела живлення по схемі Y (зірка). Якщо ми розглядаємо в якості навантаження трифазний трансформатор, трифазний асинхронний електродвигун, трифазну піч, то система буде функціонувати, будучи підключеною за допомогою трьох проводів з фазами A, B, С і нульового проводу N. По суті, якщо ми розглядаємо електроустановки на виробництві, то наявність четвертого провідника виконує чисто захисні функції. При пробої ізоляції обмоток трифазного електродвигуна високий потенціал спрямовується на корпус пристрою, який знаходиться в прямій гальванічного зв’язку з проводом N, тобто робочим нулем. Отже, при такому підключенні відбудеться коротке замикання, що викличе відключення трифазного автомата захисту.

Заземлення в ланцюгах трифазного струму

На відміну від занулення, заземлення використовується не в якості робочого нуля – N, а в якості відокремленого PE-провідника. По суті, заземлення виконує лише захисну функцію, в той час як занулення виконує одночасного обидві: робочу і захисну. Не мудруючи лукаво, вчені розробили систему заземлення, де функція робочого нуля і захисного заземлення об’єднані в вигляді PEN-провідника. Дана система набула найбільшого поширення в нашій країні, так як вона відрізняється найбільшою простотою і дешевизною.

Різновиди систем заземлення, що застосовуються в 3-х фазних електроустановках

TN-C – застаріла система заземлення, де функція робочого нульового провідника N-провідника і захисного PE-суміщені в єдиний провід PEN. Незважаючи на простоту і дешевизну, дана система має істотні недоліки в плані електробезпеки – при обриві PEN існує висока ймовірність появи високого електричного потенціалу на корпусі електроустановки в разі порушення ізоляції проводів, обмоток і іншого.

TN-C-S – вдосконалена система, де все-таки відбувається поділ PEN-провідника на PE і N на середині лінії. Якщо відбувається обрив після поділу, то на корпусі електроустановок не виникають високі електричні потенціали. А якщо обрив стався на PEN, то виникає ймовірність ураження електрострумом від корпусу, природно, при позаштатній ситуації. Основний недолік даної системи полягає в незначній стійкості системи при обриві нульового провідника (отгоранія нуля).

TN-S є системою, де PE і N розділені на 2 відокремлених дроти безпосередньо на електропідстанції. Головним достоїнством даної системи є те, що при пошкодженні нульового проводу на корпус пристрою не надійде небезпечний електричний потенціал.

Типові помилки людей, які мало знайомі і з заземленням, і занулением

На жаль, деякі мало обізнані люди, підключаючи, приміром, трифазний мотор за схемою трикутник не використовують захисне заземлення – PE провідник. У разі порушення ізоляційного матеріалу обмоток небезпечний електричний потенціал надійде на корпус, а захисне обладнання – трифазний автомат захисту – залишиться включеним, так як короткого замикання або перевантаження не виникне. Отже, корпус пристрою може знаходиться за високими електричним потенціалом, а рука працівника буде єдиним провідником, що дозволяє електроструму досягти землі. Як ви розумієте, опір людського тіла настільки високо, що струм викликаний таким дотиком ніколи не відключить автомат захисту. Саме тому ми рекомендуємо і на виробництві, і в домашній майстерні використовувати занулення корпусу електроустановок, а також використовувати диференціальні автомати.