В мире, наполненном электроприборами, крайне важно обеспечить безопасность от поражения электрическим током. Главную роль в этом исполняет заземление. Разберемся, что это такое и почему оно необходимо.
Что такое заземление?
Заземление - это специальная система защиты, предотвращающая удар электрическим током при контакте с металлическими частями оборудования под напряжением. Проще говоря, это соединение определенной точки электросистемы с землей. Основные элементы системы заземления:
- Заземлитель - металлический электрод или группа электродов, погруженных в землю для создания электрического контакта с грунтом.
- Заземляющий проводник - проводник, соединяющий заземляемые части электроустановки с заземлителем.
- Заземляющее устройство - совокупность заземлителя и заземляющих проводников.
- Заземляющая шина - металлическая полоса или провод, к которым присоединяются заземляющие проводники от различных элементов электроустановки.
Различают рабочее заземление (для нормальной работы электроустановки) и защитное (в целях обеспечения безопасности).
Почему человека бьет током?
Прежде чем углубиться в принципы работы заземления, важно понять, почему вообще возникает опасность поражения электрическим током. Рассмотрим типичные ситуации, когда человек может получить удар током:
- Вы прикасаетесь к корпусу стиральной машины и чувствуете легкое покалывание или, что еще хуже, сильный удар током.
- Принимая ванну, вы касаетесь металлического крана и ощущаете действие электричества.
В обоих случаях причина одна - на металлических частях оборудования появилось опасное напряжение. Но как это происходит?
Дело в том, что тело человека является хорошим проводником электрического тока. Наиболее высокой электропроводностью обладают мышцы и подкожно-жировая клетчатка - именно те ткани, которые первыми контактируют с источником тока при прикосновении к оголенному проводу или неисправному электроприбору.
Когда человек касается предмета, находящегося под напряжением, его тело становится частью электрической цепи. Ток начинает протекать от точки с более высоким потенциалом (например, от корпуса неисправного прибора) через тело человека к точке с более низким потенциалом (обычно это земля).
Важно понимать, что опасность представляет не само напряжение, а величина тока, проходящего через тело. Даже относительно небольшой ток в 50 миллиампер может привести к серьезным последствиям, вплоть до остановки сердца.
Степень опасности зависит от нескольких факторов:
- Сила тока
- Путь прохождения тока через тело
- Продолжительность воздействия
- Состояние кожи (влажная кожа имеет меньшее сопротивление)
- Общее состояние здоровья человека
Например, при контакте с напряжением 220 В (стандартное напряжение в розетках) через влажную кожу может проходить ток силой около 220 мА, что уже смертельно опасно. Для сравнения, опасным для организма считается ток уже в 15 мА, а смертельно опасным - 100 мА.
Как работает заземление?
Принцип работы основан на том, что ток выбирает путь наименьшего сопротивления. Заземляющий проводник имеет меньшее сопротивление, чем тело человека. При утечке электрического тока на корпус прибора, он уходит в землю через заземление, не причиняя вреда человеку.
Заземление:
- Предотвращает появление опасного напряжения на корпусах
- Обеспечивает быстрое отключение питания при неисправности
Требования к заземлению
- Все металлические корпуса электрооборудования должны быть заземлены. Это касается не только крупной бытовой техники, но и электроинструментов, промышленного оборудования, а также металлических дверец электрощитов.
- Сопротивление заземляющего устройства не должно превышать 4 Ом для электроустановок с заземленной нейтралью. Это значение обеспечивает достаточно низкое сопротивление для быстрого отвода тока в землю.
- Заземлители и соединения контура должны быть устойчивы к коррозии и механическим повреждениям. Часто для этих целей используется нержавеющая сталь с поперечным сечением не менее 90 кв. мм.
- Глубина размещения заземлителей должна быть достаточной, чтобы они всегда находились во влажной почве. Обычно это 2,5-3 метра, что ниже уровня промерзания грунта в большинстве регионов.
- Система заземления должна быть единой для всего здания или сооружения. Это обеспечивается с помощью главной заземляющей шины, к которой подключаются все заземляющие проводники.
- Необходимо использовать систему уравнивания потенциалов. Это означает, что все проводящие части (трубы водопровода, отопления, металлические конструкции здания) должны быть соединены между собой и с системой заземления.
- Заземляющие проводники должны иметь отличительную окраску - обычно это желто-зеленые полосы.
Заземление и зануление: в чем разница?
Зануление - соединение открытых проводящих частей с нейтральной точкой источника питания. Основные отличия:
- Принцип работы:
- Заземление отводит опасный ток напрямую в землю через заземляющее устройство.
- Зануление создает путь для большого тока короткого замыкания, который вызывает срабатывание защитных устройств.
- Конструкция:Заземление требует отдельного заземляющего устройства (заземлителя).
Зануление использует нулевой рабочий проводник электросети. - Применение:Заземление чаще используется в частных домах и на промышленных объектах.
Зануление более распространено в многоквартирных домах, где технически сложно обеспечить отдельное заземление для каждой квартиры. - Надежность:Заземление считается более надежным, так как не зависит от состояния нулевого проводника.
Зануление может быть опасным при обрыве нулевого проводника, так как на всех подключенных к нему корпусах может появиться фазное напряжение.
Дополнительные средства защиты: УЗО и дифавтоматы
Хотя заземление является основным средством защиты от поражения электрическим током, современные электроустановки используют дополнительные устройства для повышения уровня безопасности. Два наиболее важных из них - это УЗО (устройство защитного отключения) и дифференциальные автоматы.
УЗО (устройство защитного отключения)
УЗО - это автоматический выключатель, который срабатывает при появлении тока утечки в электрической цепи. Принцип его работы основан на сравнении токов в фазном и нулевом проводниках. Если разница превышает установленное значение (обычно 10-30 мА), УЗО мгновенно отключает цепь.
Основные преимущества УЗО:
- Высокая чувствительность - может среагировать на ток утечки, который еще не опасен для человека, но указывает на неисправность.
- Быстродействие - отключает цепь за доли секунды.
- Защищает не только от поражения током, но и от возгораний, вызванных утечками тока.
Дифференциальный автомат
Дифференциальный автомат (дифавтомат) - это устройство, которое сочетает в себе функции УЗО и обычного автоматического выключателя. Он защищает как от токов утечки, так и от перегрузок и коротких замыканий.
Преимущества дифавтомата:
- Комплексная защита - одно устройство выполняет функции двух.
- Экономия места в электрощите.
- Гарантированное отключение при любых неисправностях в цепи.
Использование УЗО или дифавтоматов в сочетании с правильно выполненным заземлением обеспечивает максимально возможный уровень электробезопасности.
Способы организации заземления могут существенно различаться в зависимости от типа здания и его электроустановки.
Частные дома
В частных домах обычно используется система заземления TN-S или TN-C-S. Здесь есть возможность создать отдельный заземляющий контур. Типичная схема включает:
- Заземлитель - обычно три или более вертикальных электрода, соединенных горизонтальной полосой.
- Главная заземляющая шина в электрощите.
- Заземляющие проводники от шины к розеткам и электроприборам.
Многоквартирные дома
В многоэтажках часто применяется система TN-C-S, где функции нулевого рабочего и защитного проводников объединены в верхних этажах здания и разделены в квартирах. Особенности:
- Общий заземлитель для всего дома.
- Заземляющая магистраль, проходящая через все этажи.
- Разделение PEN-проводника на PE и N в квартирных щитках.
Промышленные объекты
На производствах требования к заземлению особенно строги из-за большого количества мощного оборудования. Здесь часто используется система TN-S с дополнительными мерами защиты:
- Сложная система заземлителей с низким сопротивлением.
- Мощные заземляющие шины.
- Регулярные проверки состояния заземления.
Распространенные ошибки при организации заземления
- Использование водопроводных труб в качестве заземлителя. Это опасно, так как трубы могут быть заменены на пластиковые.
- Недостаточная глубина заложения заземлителей. Трубы должны достигать влажных слоев грунта.
- Отсутствие системы уравнивания потенциалов, что может привести к появлению опасной разности потенциалов между различными металлическими частями.
- Использование алюминиевых проводников для заземления. Алюминий подвержен коррозии и может потерять проводимость.
- Пренебрежение регулярными проверками состояния системы заземления.
Проверка и обслуживание заземляющего оборудования
Регулярное обслуживание заземляющего устройства необходимо для обеспечения эффективности:
- Визуальный осмотр доступных частей на предмет повреждений и коррозии.
- Измерение сопротивления заземляющего устройства - не реже одного раза в год.
- Проверка целостности заземляющих проводников и надежности соединений.
- Очистка контактных соединений от загрязнений и окислов.
- При необходимости - обработка контактов специальными составами для улучшения проводимости.
Заземление в особых условиях
Влажные помещения
- В ванных комнатах, бассейнах, саунах требуются дополнительные меры безопасности:
- Использование УЗО с высокой чувствительностью (10 мА).
- Дополнительная система уравнивания потенциалов, соединяющая все металлические части.
- Применение электрооборудования с повышенной степенью влагозащиты.
Взрывоопасные зоны
- На объектах с риском взрыва (например, АЗС, химические производства) заземление играет критическую роль:
- Использование специальных взрывозащищенных заземлителей.
- Регулярные проверки состояния заземления с помощью специальных приборов.
- Применение дополнительных средств защиты от статического электричества.
Заключение
Заземление – важнейший аспект электробезопасности. При правильной установке уменьшает вероятность поражения электрическим током и обеспечивает защиту оборудования. Однако, важно понимать, что заземление – это только одна из частей комплексной системы безопасности, которая включает грамотную установку проводки, использование надежных материалов и регулярное техническое обслуживание электрических систем.
Вложения в заземление и другие меры электробезопасности – это вложения в сохранение жизни, здоровья людей и имущества. Поэтому к организации заземления следует относиться с особой тщательностью, привлекая профессионалов при необходимости.
Если стоит выбор, где купить элементы системы заземления, выбирайте надёжного поставщика. Компания «АнЛан» занимает лидирующие позиции на рынке РФ с 2007 года. Разумная цена и европейское качество — то, что отличает продукцию компании от других организаций.