Способы заземления квартиры, частного дома, дачи: обзор схем

Способы заземления

Электрическая безопасность жилых помещений является злободневным вопросом, которому хозяин обязан уделять постоянное внимание. Домашняя электропроводка должна быть правильно спроектирована, надежно смонтирована и четко налажена для повседневной эксплуатации.

Вопрос выбора системы заземления и правильного его устройства имеет важное значение. Поэтому ему посвящена эта статья и следующая за ней, объясняющие принципы работы основных систем в нормальном и аварийном режимах, дающие обзор основных конструкций, рассчитанных на длительную работу.


Принципы защиты людей от действия тока

Всем известный с детства пример с птицами, сидящими на проводах высоковольтных воздушных ЛЭП, наглядно демонстрирует факт, что потенциал напряжения, даже высоковольтного, сам по себе не совершает никакой работы. Единичный фазный провод не убивает птиц, выбравших себе удобное место для отдыха, но, опасное, с точки зрения электрической безопасности.

Птицы на проводах ВЛПтицы с малым размахом крыла не могут одновременно коснуться двух фаз или одной из них и заземления. Когда же аист облюбовывает себе подобное место вверху опоры ЛЭП, то часто для него это заканчивается трагедией. Контакт с двумя различными потенциалами создает электрический ток. Именно действие тока, проходящего через тело неудачно расположившейся или пролетающей птицы, как раз и убивает ее.

Если перейти от примера с птицами к жилищу человека, то законы прохождения электрического тока через организм не изменяются. Проводка в домашней сети опасна и может привести к электротравме. Чтобы этого не произошло, все провода и электрические приборы закрываются слоем надежной изоляции. Она защищает нас от прикосновения к потенциалам фазы и нуля.

В большинстве случаев этого бывает достаточным. Только любая техника стареет, а изоляция может потерять свои диэлектрические свойства, особенно при перегреве, вызываемым повышенными токами мощных приборов — перегрузками. Узнать о факте перегрева можно только за счет возникновения несчастного случая или пожара.

Доводить до такого состояния проводку нельзя. В целях повышения безопасности следует применять автоматические защиты и создать в электрической схеме контур заземления.


Основные схемы и принципы работы систем заземления

Для домашнего мастера рекомендуется разобраться в четырех распространенных схемах:

  1. TN-C;
  2. TN-C-S;
  3. TN-S;
  4. TT.

Система заземления TN-C

Раньше, еще несколько десятилетий назад, схема TN-C считалась достаточной. Она применялась для жилых помещений, эксплуатируемых без опасных факторов воздействия среды на электрооборудование. Никакого дополнительного подключения электропроводки комнат к заземлению не делалось.

Схема заземления носила название TN-C. От трансформаторной подстанции энергоснабжающей организации на вводной щит многоэтажного дома приходило четыре провода с тремя фазами и общим нулем, называемым PEN-проводником.

Четвертая жила PEN объединяла в целях экономии контур заземления трансформаторной подстанции РЕ и общий ноль N обмоток схемы звезды, поэтому и называлась таким сочетанием букв.

Нормальный режим работы электрооборудования в системе TN-C

Эта ситуация долгие годы всех устраивала. Электрических приборов было мало. Нагрузок больших они не создавали. Изоляция при правильной эксплуатации обычно не перегревалась, служила десятилетиями. При небрежном отношении к проводке люди получали удары током, электротравмы. С такими случаями мирились, не придавали им должного внимания.

С интенсивным использованием мощных электрических приборов для бытовых целей провода домашней сети стали нагреваться больше нормы, а их изоляция резко стареть, терять свои диэлектрические свойства. В устаревшей проводке резко возросли несчастные случаи с населением. Система заземления TN-C перестала обеспечивать безопасность.

Аварийный режим работы электрооборудования в системе TN-C

От нарушенной изоляции бытового прибора на его металлическом корпусе возникал опасный потенциал фазы. А ноль был изолирован от него и часто не создавал отключение автоматического выключателя: не хватало общей нагрузки.

Когда к корпусу дотрагивался человек, имеющий контакт другой частью тела со случайным заземлением, например, водопроводным краном, батареей отопления, газовой трубой, то через его тело создавался путь для прохождения тока по земле к трансформаторной подстанции на ее контур заземления. В итоге пострадавший получал электрическую травму или погибал.

Защитить человека от подобных повреждений электропроводки можно сложным техническим способом, который нашел применение в промышленных помещениях, но не подходит для жилых.

Зануление в системе TN-C

Для исключения защиты от пробоя изоляции на корпус к металлической оболочке прибора подсоединили рабочий ноль.

Аварийный режим работы электрооборудования в системе TN-C с занулением корпусов приборов

При коротком замыкании, создаваемым пробоем изоляции фазного провода на корпус, срабатывал защитный автоматический выключатель и снимал напряжение с оборудования.

Для домашней проводки этот способ неприемлем по двум причинам:

  1. ток утечек, создающий не КЗ, а простую перегрузку, вполне может нанести электрическую травму, ибо время его отключения автоматическим выключателем довольно завышено. Читайте объяснение этого вопроса в отдельной статье про устройство автоматического выключателя;
  2. из-за инерционности защит от перегрузов при занулении необходимо пользоваться специальными диэлектрическими перчатками, ковриками и другими защитными средствами.

Для жилых помещений стала применяться другая схема заземления и иные способы защиты.

Заземление зданий по системе TN-S

Идея подключения корпуса бытовых приборов к контуру трансформаторной подстанции осталась. Но путь для прохождения аварийных токов изменен за счет:

  • использования дополнительной пятой жилы РЕ (пятипроводная схема) в кабеле или воздушных проводах между зданием и ТП;
  • подключением корпусов бытовых приборов к этой цепочке — РЕ-проводнику без соединения с рабочим нулем N.

Аварийный режим работы электрооборудования в системе TN-S

В этой ситуации автоматический выключатель тоже не будет работать при малых электрических токах. Поэтому защита человека осуществляется другими устройствами:

  1. УЗО;
  2. дифавтоматами.

Их использование в этой схеме полностью спасает человека от получения электротравмы. Принцип работы этих защит подробно изложен в статье как работает УЗО в домашней проводке.

Заземление зданий по системе TN-С-S

Схема TN-S требует значительных материальных средств для проведения реконструкции протяженных электрических сетей, отключения потребителей на длительный срок для замены силовых проводов и кабелей линий электропередач.

Такая работа выполняется десятилетиями. Чтобы сократить несчастные случаи в стране создается переход зданий с электропроводкой, разделяющей PEN-проводник внутри вводного щита здания на два потока нуля:

  1. рабочий N;
  2. защитный РЕ.

Аварийный режим работы электрооборудования в системе TN-C-S

Владельцы частных домов, дач, коттеджей могут приглашать специалистов для проведения этой работы. Выполнять ее своими руками рекомендуется только в части изготовления дополнительного контура заземления.

Само подключение PEN-проводника и разделение его на составные части должны делать специалисты. Они же выполняют сложные электрические замеры дорогостоящей аппаратурой и на их основе дают заключение о техническом состоянии схемы электропроводки объекта, возможности его безопасной эксплуатации.

Без анализа технических характеристик заземления, изложенных актом с замерами, невозможно судить о правильности выполненных работ, а, следовательно, чувствовать себя полностью защищенным от повреждения изоляции и причинения вреда здоровью неожиданным действием электрического тока.

Заземление зданий по системе ТТ

В этой схеме используется та же трансформаторная подстанция с изолированной нейтралью. На вводной щит дома подается фаза и рабочий ноль от линии электропередачи.

Потенциал нуля ТП используется только в рабочей схеме и обозначается «N».

Схема домашней проводки по системе заземления ТТ

Защитный РЕ-проводник монтируют отдельно от схемы линии. Он соединяет корпуса всех приборов с индивидуальным контуром заземления, который отделен от нейтрали трансформаторной подстанции, не соединяется с ней жилами, как в системах TN-S и TN-С-S.

Такая схема изначально создавалась для защиты сооружений из металлических листов: гаражей, киосков, бытовок и подобных объектов. Со временем ею стали пользоваться владельцы дач, частных домов.

Система ТТ предотвращает случаи поражения человека действием токов утечек тоже за счет использования УЗО или дифавтоматов. Но, ее недостаток состоит в увеличенном электрическом сопротивлении между рабочим нулем N и защитным РЕ. Ведь они смонтированы различными контурами. Оно может проявиться импульсным пиком повышенного напряжения между ними во время пробоя током молнии, что необходимо учитывать сложной конструкцией молниезащиты.

Поэтому система ТТ используется только там, где линия электропередач не позволяет перейти на систему TN-C-S.

Технические требования к контуру заземления в системе ТТ такие же жесткие, как и в схеме TN-C-S. После его изготовления необходимо выполнять все электрические замеры специалистами электротехнической лаборатории.

Таким образом, электрическую проводку отдельно стоящего дома в целях обеспечения безопасности можно подключить по одной из рассмотренных схем:

Рекомендую к просмотру видеоролик канала “Советы электрика”. Он технически правильно объясняет разницу этих способов и поможет лучше понять прочитанный материал.

Задавайте вопросы по способам защиты от электрического тока и вы получите ответы в комментариях. Вторая часть статьи продолжит эту тему и даст обзор схем основных конструкций контуров заземлений, которые можно применить к системе электроснабжения вашего дома.

  1. 5
  2. 4
  3. 3
  4. 2
  5. 1
(29 голосов, в среднем: 4.9 из 5)

Ответить

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *