Заземление и зануление: нужны ли они и в чем отличие нуля от земли

Заземление и занулениеПрактически каждый из нас слышал о том, что большинство бытовых приборов нужно заземлять, но мало кто может сказать, для чего, и как оно вообще работает. Еще меньше людей знают, что такое зануление, и совсем немногие могут ответить на вопрос о том, чем отличается ноль от земли. Тем не менее от правильного заземления или зануления зависит человеческая жизнь, поэтому приведенную в этой статье информацию без преувеличения можно назвать жизненно важной.

Для чего нужно заземлять электроприборы

Предположим, вы купили стиральную машину и установили ее в ванной комнате, подключив к обычной розетке. В этом случае электрическая схема подключения будет выглядеть следующим образом:

Здесь буквами «Г» обозначен источник напряжения (скажем, стоящая во дворе трансформаторная подстанция), «П» — потребитель, то есть ваша стиральная машинка. Пока все в порядке. Генератор вырабатывает ток (слева на рисунке трехфазный, справа — обычный однофазный), этот ток бежит по «фазным» проводам (черного цвета), крутит мотор прибора и возвращается по синему, «нулевому», который на трансформаторной подстанции согласно ТУ обязательно соединен с землей. Корпус прибора, обозначенный серым цветом, естественно, не соединяется с электросетью, а значит, не находится под напряжением и его можно касаться.

Но что произойдет, если сетевое напряжение случайно (сыро, вибрации, перетерлась изоляция, брак и пр.) окажется на металлическом корпусе машинки? Ток как крутил мотор, так и продолжает крутить, все вроде в порядке. Но если вы коснетесь корпуса прибора, часть напряжения пойдет через ваше тело в землю, а что такое поражение электрическим током, известно всем:

Если корпус прибора не заземлен, то при малейшей неисправности оборудования человек может попасть под напряжение.

Причем для того чтобы попасть под опасный для жизни ток, совершенно необязательно стоять на сырой земле — для этого вполне достаточно, к примеру, водопроводных труб, или даже просто бетонного пола ванной комнаты.

Но если бы металлический корпус злосчастной стиральной машинки был соединен с той же землей, то все напряжение с неисправного прибора «стекло» бы в землю, и смертельной опасности не возникло.

Итак, чтобы защитить человека от случайного поражения электрическим током при неисправности оборудования, необходимо соединить открытые металлические части прибора (шасси, кожух и пр.) с землей.

Зануление — что это такое и как его сделать

Поскольку нулевой провод, как говорилось выше, уже заземлен у генератора или на трансформаторной подстанции, то проще всего заземлить кожух прибора, электрически соединив его с нулем прямо в самом приборе или розетке:

В этой схеме нижний провод является одновременно и питающим, и защитным.

Теперь если даже напряжение попадет на корпус устройства, оно стечет через провод, отмеченный красным, в землю. Если ток небольшой (так называемая «утечка»), то вы этого даже не заметите. Если неисправность серьезная, то произойдет короткое замыкание, и в электрощите или на подстанции сработает аварийная система защиты, отключая неисправный потребитель — вашу машинку, а заодно и полдома.

Напряжение с корпуса прибора «стекает» через ноль и для человека безопасно.

Казалось бы, нет ничего проще, но простота эта лишь кажущаяся. Во-первых, длина нулевого проводника от места заземления до вашей стиральной машины может быть очень большой — десятки и даже сотни метров. Если к подстанции подключено много потребителей, скажем, многоквартирный дом, то ток через «ноль» будет приличным, а значит, на проводе будет падать напряжение тем большее, чем длиннее провод. Таким образом, разность потенциалов между нулем в вашей розетке и реальной землей может достигать десятки вольт, что уже небезопасно. Если взяться за корпус прибора с таким потенциалом, стоя на сыром кафеле, можно попасть под опасное напряжение.

В чем разница Еще один вариант. В результате аварии ноль в том или ином месте отгорает. Все электрооборудование окажется неработоспособным (току некуда течь), но все оно одновременно окажется под высоким напряжением, включая и корпуса зануленных приборов. Малейшее касание, казалось бы, обесточенного оборудования — и человек под током!

Таким образом, несмотря на всю простоту исполнения, зануление имеет существенные недостатки:

  1. Если длина нулевого провода велика, зануленный прибор все равно окажется под напряжением относительно земли — хоть и не полным сетевым, но не менее опасным.
  2. В случае обрыва нулевого провода все зануленное оборудование превращается в смертельно опасное. Причем опасность эта увеличивается многократно тем, что с виду оборудование кажется обесточенным — лампы не горят, чайник не греет, машинка не стирает.

Заземление: что это и чем отличается от зануления

Теперь пора выяснить, что такое заземление, а заодно и решить вопрос о том, чем отличается заземление от зануления. По сути, заземление — электрическое соединение с землей. Именно это и делают электрики на подстанциях и в электрощитах — заземляют нулевой провод. Но чем чревато зануление вы уже знаете — это было описано выше. Осталось решить такой вопрос: «Ноль и земля — в чем разница?»

Предположим, в вашей ванной комнате есть гипотетический болт с гайкой, надежно соединенный с землей. Если вы подключите к нему корпус вашей стиральной машины, то она окажется надежно заземлена, причем не «где-то там», на подстанции, а «здесь». Это и есть заземление.

Поскольку заземляющий провод имеет небольшую длину, целостность его легко контролировать визуально, а падения напряжения на нем, в отличие от нулевого провода, не может быть по определению, ведь в обычном режиме заземление не используется для питания электроприборов — для этого служит нулевой провод.

Пользоваться заземленным прибором можно абсолютно безопасно.

Итак, чем отличается ноль от заземления? Ответ очевиден: напряжение на заземлении относительно земли (простите за каламбур) всегда равно нулю. Напряжение же на нулевом проводе относительно земли далеко не всегда равно нулю, а потому утверждение «Прибор занулен, а значит, электробезопасен» не всегда есть истина.

Естественное или искусственное

В зависимости от поставленной задачи можно использовать естественное и ли искусственное заземление.

Естественное заземление, по сути, удачное стечение обстоятельств. Оно не создавалось специально для заземления приборов, но вполне может использоваться в этих целях. К примеру, водопроводный кран. Все трубы, подводящие к нему воду, находятся в земле, а значит, имеют с ней хороший электрический контакт (конечно, если они металлические). Рядом с домом вкопан длинный металлический шест или труба, скажем, молниеотвод. Они тоже могут применяться в качестве рабочего заземления.

Но и тут есть одно «но». Вы уверены, что водопровод надежно соединен с землей, а не лежит, скажем, в бетонных желобах? А может, сосед снизу решил заменить кусок стояка и разрезал его пополам? Неуверены, не знаете. Если вы заземлили прибор, «прикрутив» его кожух к водопроводному крану, и, не дай Бог, произошла авария, то в вышеуказанных случаях под опасным для жизни напряжением окажется весь водопроводный стояк, а значит, и десятки водопроводных кранов в десятках квартир!

Таким образом, естественное заземление можно использовать только в следующих случаях:

  1. Вы уверены, что используемая арматура (тот же водопровод) надежно соединена с землей и не может быть демонтирована без вашего ведома.
  2. Вы заземляете устройство, которое по определению не может оказаться под опасным для жизни напряжением. К примеру, корпус автономного приемника для более уверенного приема или жало паяльника, браслет для снятия статического электричества перед монтажом чувствительной к статике аппаратуры.

Во всех других случаях необходимо изготовить заземление самостоятельно, и называться оно будет искусственным.

Делаем искусственный вариант

Как делать занулениеСамостоятельно изготовить заземление совсем несложно, но потрудиться придется.

Прежде всего придется выкопать яму глубиной метра полтора, а если почва песчаная, то лучше два. В эту яму нужно уложить массивный металлический предмет. Подойдет лист железа, мятая старая бочка, кастрюля или ведро (не эмалированные!), рама какого-либо механизма, решетка, сваренная из арматуры или ненужных труб. Чем больше площадь предмета, тем надежнее будет заземление, но минимум — сплющенное ведро.

Можно поступить и по-другому. В дно ямы вбить толстую метровую трубу, уголок или даже ненужный лом. Площадь такого заземления будет меньше площади той же бочки, но зато оно будет расположено в более низких и сырых областях грунта. Теперь к этому предмету нужно приварить или, используя болты, надежно и прочно прикрутить толстый провод. Это может быть толстая железная проволока «катанка», арматура или просто толстый провод. Место соединения провода с предметом, который будет служить заземлением, нужно защитить от коррозии — покрасить, залить битумом и пр. Осталось закопать яму, утрамбовать землю и хорошенько ее полить обычной водой. Заземление готово!

Adblock detector