Рассмотрим термин, который может непосвященных ввести в заблуждение. Вот его определение из 7-го издания ПУЭ.
Здесь следует расшифровать термины «открытая проводящая часть» и "сторонняя проводящая часть".
Это корпуса и дверцы щитков, шкафов, электродвигателей, светильников, кабельные лотки – все, что содержит внутри себя электрические аппараты, провода и кабели. То, что не содержит (например, металлические двери в электропомещение, трубы водопровода, строительные конструкции) называют сторонними проводящими частями.
Если существует риск одновременного прикосновения к открытым и сторонним проводящим частям, последние необходимо соединять с заземляющим устройством. Первые – само собой.
И вот тут начинает казаться, что заземляющее устройство нам не требуется. Есть же зануление. Соединяем корпус светильника с нулевым проводником сети – и дело с концом. При замыкании на корпус между фазой и нулем появится ток настолько большой величины, что отключится защитный коммутационный аппарат. Потенциал на корпусе исчезнет, человек спасен.
Данный метод защиты имеет свое определение: защитное автоматическое отключение питания.
В его реализации участвуют как автоматические выключатели, так и устройства защитного отключения (УЗО) или дифференциальные автоматы, содержащие в себе и то, и другое. Отключение нулевого рабочего проводника могут осуществлять как автоматические выключатели, так и дифференциальные.
Но не тут-то было. Термин защитное зануление используется только для констатации самого факта выполнения данного соединения. На самом деле все сложнее, и защитное заземление никто не отменял в любом случае.
Общая задача современной защиты человека – не допустить протекания через его тело смертельно опасного тока. Все постулаты ПУЭ основаны на решении данной задачи. И не забудем, что значения токов ниже смертельных приводят либо к невозможности отпустить предмет, находящийся под напряжением, либо к резкому сокращению мышц. Что приводит к травмам.
Вспомним про термин «напряжение прикосновения» и откуда оно берется.
Под вами пол, хоть порой и имеющий сопротивление, но его значение конечно. В общем случае он имеет потенциал земли, так как здания на ней, матушке, и построено. Корпус электроприбора с повреждением изоляции внутри имеет потенциал, отличный от земли. Ведь сопротивление нулевых проводников имеет значение, сопоставимое с сопротивлением фазных. Да, при коротком замыкании напряжение снижает свою величину (посадка, провал напряжения), но оставшееся делится так, что на корпусе оно не равно нулю. Это и есть напряжение прикосновения.
Считается, что защитное отключение эффективно, если оно происходит за время, указанное в ПУЭ.
Но кто знает, как будут развиваться события. Ведь замыкание может быть не полным. И тогда отключение хоть и произойдет, но не от мгновенного расцепителя автоматического выключателя, а от тепловой защиты. ПУЭ рассчитывает на крайний случай: вот так звезды сложились, что именно в момент аварии человек имел несчастье прикоснуться к корпусу светильника. И не минутой позже. Вывод: прилетит ему привет от Черного Электрика.
Второй посыл в разборе возможных ситуаций: не везде возможно обеспечить отключение на нормируемое время. В групповых сетях это приведет к неселективным отключениям электрооборудования. Что это значит?
Мы имеем подъездную распределительную сеть, защищенную автоматическим выключателем ампер этак на сто. От нее по квартирам разбегаются линии из подъездных щитков, защищенные автоматами на 16А. Сто ампер – величина, выбранная по сумме нагрузок потребителей. Имея защитный аппарат с характеристикой «С», мы получаем ток гарантированного срабатывания электромагнитного расцепителя в 1000А (реально – от 500 до 1000, практически, в подавляющем большинстве случаев – около 700). Такого тока однофазного КЗ в этой сети может и не быть. Это означает, что при замыкании фазы на корпус того же подъездного щитка отключение произойдет через некоторое время от тепловой защиты.
Сделать срабатывание защиты мгновенным не представляется возможным. ПУЭ и ПТЭЭП это допускают, рекомендуя в таких сетях сравнивать измеренное сопротивление петли фаза-нуль с величиной тока отключения, найденного по характеристике автоматического выключателя для времени отключения в 5с.
Учитывая, что результат воздействия на организм человека электрического тока зависит еще и от времени его воздействия, просто защитного зануления в данных ситуациях недостаточно.
Добавим событие, которого боятся все, и небезосновательно. Обрыв совмещенного нулевого проводника сети сводит на нет эффективность защитного зануления. Напряжение на корпусах предварительно зануленных электроприборов в этих случаях непредсказуемым образом меняется, доходя до 220В. Процесс будет подробно разобран в одной из следующих статей.
Из всего прочего следует сделать единственный правильный вывод: без защитного заземления защитное зануление применять не следует.
А напоследок предостерегу от главной беды, связанной с непониманием вышеописанных процессов. Соединение корпусов электрооборудования с нулевым рабочим (или совмещенным) проводником сети. Этот соблазн присутствует повсеместно от безысходности ситуации: заземлить надо, а электропроводка не предоставляет возможность. Она или двухпроводная, РЕ-проводнику взяться неоткуда. Или четырехпроводная, а хочется раскидать нагрузки по фазам и откуда-то взять защитный проводник.
И вот в розетке с заземляющим контактом появляется перемычка между нулем рабочим и контактом заземления. Со всеми проблемами, описанными выше.
По большому счету, переход на систему TN-C-S в отдельно взятой квартире тоже можно рассматривать под таким углом зрения. Потенциалы относительно земли на нулевом рабочем проводнике никуда не денутся: они тем больше, чем дальше от повторного заземлителя PEN-проводника мы находимся. И кавардак при обрыве этого проводника никто не отменял.
Поэтому посмею себе повториться: реконструкция домовых электропроводок и приведение их в соответствие с современными требованиями ПУЭ являются гарантированной и правильной защитой людей от поражения электрическим током при эксплуатации современных электроприборов. Все остальное от лукавого и делается на ваш страх и риск.