Зануление

Зануление – это мера предотвращения поражения человека электрическим током, заключающаяся в объединении проводников установки, не находящихся в нормальном состоянии под напряжением, с нейтралью.

Основные термины и определения

Зануление принято называть защитным, чтобы однозначно отличить среди иных проводников. В электротехнике трёхфазных цепей принято нейтралью называть участок цепи, действующие напряжения на котором относительно внешних обмоток равны. При уравнивании потенциала с землёй ток здесь в нормальном режиме не течёт. Это касается питающей стороны источника (трансформатор подстанции), потребителей (двигатели). Заземлённая нейтраль носит название нулевой точки. Отсюда происходит термин, рассматриваемый топиком.

Способы зануления сильно зависят от обустройства сети. Однофазная или трёхфазная, как проведено заземление. Согласно последнему фактору принято выделять три вида систем. Согласно традиции международным комитетом МЭК они помечаются латинскими буквами:

1. TN;
2. TT;
3. IT.

Система зануления

Интерес представляет вторая буква:

• N подразумевает, что проводящие части установки, не находящиеся в нормальном режиме под током, занулены через защитный (выделенное заземление) или рабочий проводник. В первом случае отрезок провода направленно используется для целей безопасности, во втором – служит для замыкания цепи на грунт (в районе трансформатора), как, допустим, в сети TN-C.
• T – показывает наличие заземления частей установки, в нормальном режиме под током не находящихся, но возможных источников опасности в случае аварии. Отличие от зануления, помеченного литерой N: N считается нейтралью, пропускающую крайне малый ток на землю. Если корпус трёхфазной установки непосредственно завести на контур, скажем, громоотвода, при выносе потенциала ток (и опасность) сильно возрастают.

Для однофазных цепей разность между занулением и заземлением нивелируется в силу очевидных причин. Но! В масштабе жилого дома сохраняется. Многоэтажку рассматривают как трёхфазную электрическую установку. Следовательно, требуется продолжать рассмотрение ситуации, ведь возникает ряд способов организации заземления и зануления. Это видно на практике, когда авторы топиков пытаются объяснить, что такое TN-C, TN-S, TN-C-S.

Что такое TN-C, TN-S и TN-C-S

Буква C означает, что защитный и рабочий проводник объединены. Подобная система хороша для трёхфазного оборудования, а зануление возможно всегда, уберегая от неприятностей. В интернете пишут, мол, отсталая и плохая система, что в корне неправильно. Для трёхфазного оборудования это хорошая и правильная система, зануляя корпус и прочие проводники, мастер заранее разгружает цепи заземления, одной из которых нечаянно способен стать человек. Что снижает закономерно риск несчастных случаев.

Плохи системы TN-C исключительно для импортной техники, по тривиальной причине: входные фильтры бытовой аппаратуры предназначены для работы с отдельными защитными проводниками. Полагается так для защиты сети от помех. Зануление по системе TN-C или TN-C-S решает часть сложностей, но нарушает симметрию фильтров, что негативно сказывается на качестве работы. Импортная аппаратура (львиная доля) рассчитана на работу в TN-S. Главное отличие подхода:

1. Предполагается, что в местной сети нет трёхфазных потребителей. Следовательно, зануление корпуса не несёт особого физического смысла. Оно эквивалентно заземлению.
2. Защитные (дифференциальные) автоматы построены так, что улавливают разницу между токами фазного и нулевого проводника. Следовательно, любая утечка на землю локализуется, питание отключается.

Для адаптации описанной системы на уровне советских TN-C решили доработать старое под TN-C-S. Теперь любая утечка идёт на нейтраль посредством контура громоотвода, но автомат дифференциальной защиты ставится в цепи рабочего нулевого проводника. Авария неизменно замечается. Дополнительным плюсом использования системы TN-C-S становится возможность включения в цепь трёхфазных потребителей (двигатели лифтов, например) по старой испытанной схеме. Главный минус уже назван: нарушение правильного режима работы входных фильтров импортной аппаратуры.

Единственное различие TN-S и TN-C-S: в районе громоотвода защитный нулевой провод (заземление) объединён с рабочим (приходящим от подстанции). Если хочется перейти полностью на европейский стандарт, требуется просто исправить указанный момент. Провод от подстанции к местному контуру заземления, закопанному в районе подвала, не подключать. Способна нарушиться работа трёхфазного оборудования, в том плане, что становится потенциально реализуемой опасная для человека ситуация выхода напряжения на корпус. Работа электроустановки при этом (с высокой вероятностью) не нарушается. Следовательно, авария останется незамеченной, пока установки не коснется человек с вытекающими отсюда последствиями.

Системы заземления и зануление

Буква T, стоящая на первом месте, означает, что рабочий проводник заземлён, I – что изолирован от грунта. Последнее часто применяется, к примеру, в системах сверхнизкого безопасного напряжения. Такие используются (по ГОСТ Р 50571.11) в ванных комнатах и прочих сходных по назначению помещениях. Речь идёт сейчас о разделительном трансформаторе, ни одна точка вторичной обмотки прибора не заземляется (в противном случае теряется смысл использования указанной меры защиты).

Несложно понять, что для решения практических задач требуется изучить теорию. Это видно на приведённом примере с ванной комнатой. У электриков имеются типичные ошибки, но в контексте обзора рассматриваются системы заземления, тесно связанные с занулением. Системы с изолированной нейтралью IT некогда считались доминирующими в Европе. Зануление в этом случае не применяется. Либо на стороне источника, не имея отношения к потребителю.

Потребность в заземлении возникла в десятилетия, когда активно развивались радиовещание и телевидение. Оказалось, что без соединения экрана с грунтом часть волн проходит сквозь щит. А это помехи и большие потери энергии. Следовательно, приборы на стороне потребителя стали нуждаться в заземлении (и занулении). Помимо прочего, когда радиоволна (включая частоты сети 50 Гц) выходит в эфир, человек, подвергшийся её влиянию, получает урон здоровью.

Различие между системами

Местное заземление (глухозаземленная нейтраль) возможно лишь, когда нагрузка по фазам симметрична. Тогда на грунт идёт лишь малый ток. В случае многоэтажек о симметрии нет речи, соседи не станут договариваться о совместном включении первых приборов и выключении вторых. Слишком дорого замыкать контур питающего трансформатора через почву. Это привело бы к потенциально опасным ситуациям (см. шаговое напряжение), увеличив потери на порядки. В результате возникает необходимость в нейтрали: типичный случай, когда по столбу идут 4 провода, лишь три – фазные.

Особое внимание обращается на зануление микроволновых печей. Для осуществления этой меры в домах с системами TN-C (подавляющее число домов, построенных в СССР) следует на боковой лепесток розетки выводить нейтраль. Чтобы правильно выполнить операции, рекомендуется использовать индикаторные отвёртки. Дома, отстроенные в предыдущую эпоху, дооборудуются ветками заземления. И система превращается в TN-C-S. Нередко люди не понимают смысла этой меры и оттого встречаются неправильные трактовки. Вкратце: нейтраль трёхфазной сети на входе в здание объединяется электрически с закопанным в грунт контуром громоотвода. Отсюда и начинается местная ветка заземления, разведённая по квартирам.

В топике про защитное заземление обсуждалось, чем от упомянутой меры отличается зануление (необходимое постоянно). Нейтраль электрически объединена со всеми фазами, здесь циркулируют токи возврата. На грунт уходит лишь часть, причём при дисбалансе. Заземление без зануления опасно. Этим объясняется наличие системы TN-C-S в противовес TN-S. В последней защитный и рабочий нулевые проводники разделены по всей длине. Если не предполагается использовать трёхфазные установки, хорошо, в противном случае случится уже рассказанное (см. защитное заземление).

Во избежание присутствия опасного потенциала на корпусе оборудования в районе громоотвода требуется объединение с нейтралью. Металлические части, за которые гипотетически может взяться человек, заземлены накоротко: преимущественно трубы. Наличие защитного проводника, объединённого с нейтралью в районе громоотвода или местного отдельного контура, вкопанного в землю (вместо прямого заземления) уменьшает ток в указанной ветке и дополнительно предохраняет человека, если по неизвестной причине не сработают автоматы защиты.

Что требуется занулять, и что занулять нельзя

В бытовых целях не рекомендуется занулять все, что раньше заземлялось через трубы: чугунные ванны, металлические раковины, смесители. Известна история Задорнова, как душ бился током при включённом телевизоре. Некий умник решил при выполненном занулении корпуса ещё и заземлить. Допустим, трубы заведены на нейтраль. При включении прибора ток поделится между рабочим нулевым проводником и заземлёнными трубами. Часть тока прошла через Задорнова, подведённая струёй воды.

Одновременное зануление и заземление эффективно исключительно для трёхфазных цепей. Причём при симметричной нагрузке по каждому плечу. Что касается уравнивания потенциалов всех металлических предметов на кухне, в ванной, уборной, лучше для этих целей применять заземление. В случае металлических труб достаточно указанные предметы соединить медным проводом. Нейтраль сюда заводить не нужно в связи с описанными особенностями работы однофазной цепи.

Упомянем о случае зануления корпуса микроволновой печи. Большого потенциала в рабочем режиме здесь не предвидится, как в случае со стиральной машиной. По ГОСТ Р 50571.11 одной из мер защиты выбирается дифференциальный автомат. При ударе током оборудование окажется выключенным. Параметры дифференциального автомата защиты заранее рассчитаны так, чтобы не случилось вреда. ГОСТ оговаривает минимальный ток срабатывания и прочие физические величины.

Нелишне напомнить, что через трубы и прочие коммуникации ничего занулять или заземлять нельзя. Но указанные конструкции допустимо защищать. На производстве это требование обязательное, для предотвращения описанных выше случаев ставят автоматы, отключающие сеть в случае неисправности.