Как земля проводит ток и почему заземление всё-таки работает: разгадка секрета
Заземление – одно из базовых понятий в электротехнике. С его помощью осуществляется принудительное замыкание токопроводящих частей электроустановки в землю. Это обязательное требование для ее безопасной эксплуатации.
Как работает заземление?
Принцип работы заземления базируется на следующих утверждениях:
- Нельзя полностью избежать пробоя изоляции на корпус электроустановки, а также значительно уменьшить ее сопротивление.
- Когда потенциал затрагивает корпус, это невозможно определить по внешним параметрам.
- Если в этом случае человек дотронется до корпуса электроустановки, он окажется под воздействием высокого потенциала.
- В данной ситуации электрический ток проходит через тело человека от проводящей поверхности к земле, что опасно для жизни.
- Чтобы избежать этой опасности, необходимо достичь разности потенциалов между приводящей поверхностью и землей. Для этого следует при помощи провода с небольшим сопротивлением соединить с землей части корпуса, выполненные из металла.
Благодаря этому в случае пробоя изоляции основной ток уйдет в землю, не затрагивая тело человека.
Почему земля обладает низким сопротивлением?
Закон Ома гласит, что ток во всех случаях протекает по замкнутому контуру. То есть ток движется через электроустановку с подключенной к ней системой заземления от одного из полюсов электростанции до заземляющего электрода. Небольшое заземление всей конструкции не гарантирует малое сопротивление обратной ветви цепи. Почва обладает достаточно большим удельным сопротивлением, поэтому кажется, что тело человека не становится дополнительным элементом заземления.
Стоит учитывать, что сопротивление обратной ветви контура заземления будет небольшим, поскольку между заземляющими электродами электроустановки и электростанции сечение среды очень велико.
Благодаря этому система заземления не только обеспечивает отличную защиту и надежность без обрывов, но и позволяет избежать прокладки доп.кабеля для коммутации соединителей электростанции и объекта.
Что еще нужно знать о заземлении?
Важно понимать, что для качественной работы системы заземления необходимо, чтобы переходной сопротивление, возникающее между землей и заземляющий электродом, было невелико. Этого можно достигнуть благодаря большой площади контакта (для этого выполняют сварку крепко скрепленных друг с другом пластин), а также с помощью установки электродов в грунте ниже глубины его промерзания, поскольку в этом случае его удельное сопротивление резко увеличивается. С реализацией данной задачи отлично справляются вертикальные заземлители.
Сопротивление человеческого тела равняется нескольким сотням Ом, поэтому максимально допустимое сопротивление системы заземления не может составлять более 4 Ом.
Опасное заземление в квартире и частном доме: как делать не надо
Заземление – это принудительное соединение бытового или промышленного электрооборудования с заземлителем или контуром заземления. При неправильном подходе оно может представлять серьезную опасность и привести к поражению электрическим током.
На вопрос, как избежать ошибок при подключении к контуру, и на другие наши вопросы об опасном заземлении ответит электрик высшего разряда с 20-летним стажем работы в ЖКХ, ведущий специалист электромонтажной компании Маркин Д.Ю.:
– Дмитрий Юрьевич, скажите, может ли заземление представлять опасность для человека?
Маркин Д.Ю.: – Однозначно да. Заземление необходимо для того, чтобы защитить людей от удара электрическим током, но в некоторых случаях оно само способно реально угрожать человеческой жизни и здоровью. Расскажу о типичных ошибках заземления, которые части вижу в городских квартирах.
Некоторые бытовые приборы, например, микроволновая печь, стиральная машина, холодильник желательно сразу подключать к заземленным розеткам, так как если этого не сделать, удар током от кухонных металлических поверхностей (например, мойки) вам практически обеспечен. Зная это, человек покупает и монтирует розетку с заземляющим проводником, думая, что заземление появится автоматически, а это не так.
В каждой розетке есть три контакта: один соединяется с фазой, второй с нулем, третий с землей. Часто это делают неправильно, заземляя на ноль, т.е. соединяя заземляющий контакт и нуль вместе. Таким образом, вместо заземления в корпусе подключаемого электроприбора получается “зануление” и если произойдет смена фазы и ноля, то сгорит вся ваша техника.
Дальше-больше: бывает, что горе-мастера или те, кто решил заняться электрикой без соответствующей квалификации самостоятельно, путают фазу и ноль даже не в розетке, а прямо в распределительной коробке или электрощитке. В лучшем случае – сгорят электроприборы, в худшем – фаза, другими словами электрический ток, пройдет прямо через вас.
– То есть, опасность кроется только при подключении электроприборов и работе с электросетями?
Маркин Д.Ю.: – Если бы! Это касается даже системы отопления в доме или квартире. В старых домах обычно установлены металлические отопительные трубы, которые соединены с городскими теплотрассами и имеют контакт с землей. В наше время многие люди во время ремонта ставят пластиковые трубы, а ведь пластик не проводит электричество, и вся система заземления оказывается под угрозой. И если какой-то бытовой прибор ранее пробивало, то теперь при соприкосновении с ним ток пойдет по пути наименьшего сопротивления, то есть – через человеческое тело.
Само заземление на систему отопления в настоящее время считается грубой ошибкой. С одной стороны – это самый простой и надежный способ соединиться с землей. С другой – постоянные удары током при соприкосновении с батареей отопления или даже струей воды.
Бывает, заземляются даже на газовые трубы. В целом все неплохо работает ровно до момента, когда случается молния и срабатывает молниеотвод. Сгоревшая техника в этом случае – ерунда, так как самое страшное – это возможность детонации и взрыва газа.
Важно: категорически нельзя подключать контур заземления к трубам отопления или газопроводу! Последнее может вызвать детонацию и взрыв.
Что вы можете посоветовать тем, кто живет не в городской квартире, а в частном доме?
– Самая типичная ошибка – неправильно рассчитать металлический контур. В частном доме велик риск попадания молнии, и контур должен выдержать удар и надежно отвести электричество в землю. Поэтому такие работы нужно проводить в соответствии с точными инженерными расчетами.
Часто экономят на проволоке, которую варят на контур, используют дешевые, слишком тонкие материалы или даже обычную стальную проволоку, которая со временем ржавеет и разрушается, сводя на нет все ваше заземление.
Контур должен находиться в земле в точном вертикальном положении. Если не уделить этому должное внимание, разместить его под углом или допустить изменение его положения, то вспомнить об этом придется после первого же дождя. Вас ударит током, даже если вы просто пройдете рядом.
Как бы ни был мал ваш участок, не размещайте систему заземления рядом с домом, в противном случае вас может ударить током, как только вы попытаетесь поднять с сырого пола подвала что-то металлическое. Кроме того, после окончания работ контур остается под землей, и вы его не видите, поэтому вы должны действительно быть уверены в мастере, который производил работы.
Есть ли универсальный совет для всех, как гарантированно избежать ошибок с заземлением?
– Для проведения работ с электричеством необходимо быть профессионалом, иметь опыт в этой сфере и никогда не полагаться на «авось пронесет». И самым лучшим вариантом был и остается – доверить дело квалифицированному специалисту, ведь речь идет о безопасности вас и вашей семьи.
Почему ток не уходит в землю по рабочему нулю.
В общем,уважаемые электрики, дурацкий вопросец у меня назрел. Заинтересовался электричеством и не могу разобраться, почему же ток не стекает в землю, а обратно к ПС идет? Там же сопротивление меньше в земле, ну почему он идет обратно в ПС.
Вот как я понимаю этот момент. Ток приходит по трехфазной сети переменной составляющей в наш щит на этаже. Далее каждому потребителю скидывают фазу и нулевой рабочий(?) N проводник и защитный проводник(PE). По системе я понял, что изначально он PEN (совмещенный), а потом его разделяют в щитке на этаже или же в щите в подвале, это ладно.
Иду дальше, подключил я свой прибор в розетку, замкнул цепь N и L(фазы). То есть как я предполагаю, ток идет по фазному проводу, а потом по нейтрали стекает к ПС. Но вот вопрос. Проводник PEN в ПС заземляют. Так почему же ток курсирует по контуру фаз L, а не уходит в землю. Читал, что рабочий ноль нужен для нормальной работы установки, ну вроде логично, но черт подери, почему же его заземляют и ток не идет в землю,а возвращается в систему?
Все дело в том, что контур замкнут?
А что с PE, как он защищает, если он по итогу все равно потом будет совмещен с N. Или PЕ отдельно заземляется?
Прошу прояснить, ну очень хочу понять, и не могу, нигде такой информации нет. Везде написано, что это сухо и не ясно. Простыми словами не описывает никто
FRAER
Просмотр профиля
11.4.2016, 18:42
Группа: Пользователи
Сообщений: 2778
Регистрация: 11.7.2013
Из: Волгоград
Пользователь №: 34281
Все дело в том, что контур замкнут?
именно, ток течет только в замкнутой цепи
а заземление в большей мере несет защитные функции
Rezo
Просмотр профиля
11.4.2016, 19:19
Группа: Пользователи
Сообщений: 5635
Регистрация: 30.9.2006
Из: Санкт-Петербург
Пользователь №: 6974
Цитата(FRAER)
. ток течет только в замкнутой цепи
Когда школьники и некоторые студенты задавали мне вопрос автора, то сразу и просто так им объяснить, что ток возникает только через замкнутую цепь, было невозможно.
И знаешь почему? Обычно у них на это вопросы типа — удар (разряд) молнии не имеет изначальной замкнутой цепи, а если она (цепь) есть, то покажи на картинке.
Вот тут и начинается. Для них земля, это некая бесконечность, куда должно стекаться абсолютно всё.
Сообщение отредактировал Rezo — 11.4.2016, 19:20
Надо верить в народную мудрость.
sava_174
Просмотр профиля
11.4.2016, 20:07
Группа: Пользователи
Сообщений: 497
Регистрация: 18.11.2014
Из: Челябинск
Пользователь №: 42539
Да и вообще молния из земли бьёт. из неё наоборот всё растекается
savelij®
Просмотр профиля
11.4.2016, 21:35
Группа: Модераторы
Сообщений: 13410
Регистрация: 30.5.2006
Из: Санкт-Петербург
Пользователь №: 5663
Цитата(СВЕРХ @ 11.4.2016, 17:03)
Заинтересовался электричеством и не могу разобраться, почему же ток не стекает в землю, а обратно к ПС идет? Там же сопротивление меньше в земле, ну почему он идет обратно в ПС.
А мне лично кажется, что сопротивление земли несколько больше, чем провода. а посему и не утекает весь ток на землю, а возвращается туда откуда вытек.
Не говорите что мне делать. и я не скажу куда вам идти. ©
lanchakov
Просмотр профиля
11.4.2016, 22:33
Группа: Пользователи
Сообщений: 402
Регистрация: 22.11.2013
Из: Иваново
Пользователь №: 36683
Цитата(savelij® @ 11.4.2016, 21:35)
А мне лично кажется, что сопротивление земли несколько больше, чем провода.
Полной цепи ЗУ потребителя+сопротивление земли+ЗУ подстанции.
Именно поэтому при отгорании нуля на ВЛ через повторное заземление (к примеру в частном доме) не побежит ток всех соседей и будет вполне допустимым для СИПа 16 кв.мм. Именно поэтому не получается много воровать через заземление, так как при большой нагрузке напруга проседает.
Заземление служит для обеспечения безопасности. Главная задача заземления уровнять потенциал нулевого проводника относительно земли. Главное это уравнивание потенциалов, что-бы пол и кран имели одинаковый потенциал, не будет разницы потенциалов не будет и тока, значит человека не ударит.
В принципе можно организовать в доме локальную систему уравнивания потенциалов, PEN проводник подключить к ней, на подстанции ноль не заземлять, во ВРУ дома тоже не заземлять ноль. Для человека находящегося в доме никакой разницы не будет, у него будет PE проводник, корпуса приборов подсоединены к системе уравнивания потенциалов, человека не будет бить током, а при КЗ на корпус ток короткого замыкания будет достаточен для срабатывания автомата. Но, для человека стоящего на земле, потенциал всего дома не будет равен потенциалу земли, и человека может ударить током.
Ps На пальцах объяснить действительно сложно.
Сообщение отредактировал lanchakov — 11.4.2016, 22:33
12.4.2016, 1:11
Рабочий ноль заземляют, что-бы было фиксированное значение напряжений между проводами сети и землёй.
Даже если все проводники от земли изолированны, напряжение к земле на них возникает благодаря утечке с соседних проводов через изоляцию — называется ёмкостная связь.
Больше длина линии — больше утечка
Ну и изоляция может быть на разных проводах разного качества. И будет чёрти что к земле на каждом из проводов. А так знаем — на ноле около нуля Вольт в идеале, на фазах 220 к земле.
Ещё при заземлении ноля будет меньше напряжение к земле в случае пробоя высоковольтной стороны трансформатора на низковольтную. Ну и грозовые перенапряжения с меньшим риском повреждения изоляции уйдут в землю при заземлённом ноле
12.4.2016, 1:16
Sinus
Просмотр профиля
12.4.2016, 3:00
Группа: Пользователи
Сообщений: 2646
Регистрация: 30.4.2011
Из: Дальневосточные берега РФ
Пользователь №: 22651
В общем,уважаемые электрики, дурацкий вопросец у меня назрел. Заинтересовался электричеством и не могу разобраться, почему же ток не стекает в землю, а обратно к ПС идет? Там же сопротивление меньше в земле, ну почему он идет обратно в ПС.
Прошу прояснить, ну очень хочу понять, и не могу, нигде такой информации нет. Везде написано, что это сухо и не ясно. Простыми словами не описывает никто icon_sad.gif
Представьте, что вы на острове по среди озера.
На острове стоит душ. В озере находится насос, насос соединен с душем трубой, а от душа (обратно в озеро) прокопан арык (напорная труба лежит в арыке).
Теперь примем, что насос это генератор, напорная труба фазный провод, форсунка душа — нагрузка (потребитель), арык — нулевой провод.
Насос под давлением (напряжение) толкает поток воды (эл ток) по трубе (фазный провод) к форсунке душа (потребитель), вода выйдя из форсунки (совершив работу) спокойно стекает по арыку обратно.
Арык открыт (заземлен).
Сколько насос воды выкачает, столько же её и вернется обратно.
zendo057
Просмотр профиля
12.4.2016, 13:04
Группа: Пользователи
Сообщений: 1463
Регистрация: 7.3.2014
Из: г.Минск
Пользователь №: 38487
Цитата(Искра @ 11.4.2016, 17:46)
Ну если вы считаете, что электрический ток это движение(перемещение!) каждого электрона со скоростью света:300тыс км в секунду, то тогда вам необходимо вернуться к школьной программе по курсу физики(не помню какой класс).
А что есть эл ток?Это направленное движение заряженных частиц под действием эл магнитного поля,разве не так?
Сообщение отредактировал zendo057 — 12.4.2016, 13:05
12.4.2016, 14:36
Цитата(zendo057 @ 12.4.2016, 13:04)
А что есть эл ток?Это направленное движение заряженных частиц под действием эл магнитного поля,разве не так?
Так. Но скорость, с которой заряженные частицы направленно перемещаются, не имеет отношения к скорости распространения эм поля (скорости света). Вопрос интересный (из физики твердого тела), но в данном случае не имеющий никакого отношения к вопросу ТС, и могущий так усложнить пояснение для Чайника, при котором пропадет всякий интерес дальше разбираться в сути.
12.4.2016, 22:10
Спасибо Вам огромное за пояснения!
А можете описать вопрос движения электрического тока в обычной сети с помощью потенциалов? Как я понял, в месте схождения трех фаз и нуля — потенциал ноль, а у потребителя потенциал больше? Верно? И ток течет к нему, затем с помощью земли отсасывается назад на ПС?
rosck
Просмотр профиля
12.4.2016, 22:54
Группа: Пользователи
Сообщений: 2175
Регистрация: 11.6.2015
Из: Кыргызстан Бишкек
Пользователь №: 45736
Цитата(Гость_СВЕРХ_ЧАЙНИК @ 12.4.2016, 23:10)
затем с помощью земли отсасывается назад на ПС?
Ни чего там не отсасывается. Электрический ток идет по замкнутой цепи: обмотка трансформатора, фазный провод, нагрузка, нулевой провод, обмотка трансформатора. В электрической цепи как и везде, все стремится к равновесию. Если источник тока (обмотка трансформатора) не работает, то электроны равномерно распределяются по всей цепи. Если источник тока включить, то на одном конце электронов станет больше а на другом меньше и при замкнутой цепи потечет ток. На переменном токе направление меняется с частотой сети. Стечь в землю может заряд. То есть если на каком то предмете образовался заряд относительно земли на( на нем электронов больше или наоборот меньше). Заряд может возникнуть от трения, например об синтетическую одежду. Или при перемещении в магнитном поле как происходит заряд облаков при грозе. Или можно зарядить источником тока. При соединении с землей происходит кратковременный ток. После чего потенциалы выравниваются. Как писали выше земля применяется для защитных мер. Корпуса электроприборов соединяют с заземленной нетралью трансформатора. И в идеали корпуса электроприборов должны иметь один потенциал с землей.
Сообщение отредактировал rosck — 12.4.2016, 23:01
Сергей ДД
Просмотр профиля
15.4.2016, 21:38
Группа: Пользователи
Сообщений: 1830
Регистрация: 6.9.2009
Из: Из СССР, РФ
Пользователь №: 15472
Вопрос. Если PEN на ПС отсоединить от земли(от контура), как быстро заметит потребитель? И как это повлияет на работу электроприборов? Про безопасность вопрос не поднимается.
На ВЛ PEN не заземляем(повторители не делаем).
Rezo
Просмотр профиля
15.4.2016, 21:59
Группа: Пользователи
Сообщений: 5635
Регистрация: 30.9.2006
Из: Санкт-Петербург
Пользователь №: 6974
Цитата(Сергей ДД)
Если PEN на ПС отсоединить от земли(от контура), как быстро заметит потребитель?
А что должен потребитель заметить вообще? Сам факт механического разъединения от земли?
Надо верить в народную мудрость.
Сергей ДД
Просмотр профиля
15.4.2016, 22:47
Группа: Пользователи
Сообщений: 1830
Регистрация: 6.9.2009
Из: Из СССР, РФ
Пользователь №: 15472
Цитата(СВЕРХ @ 11.4.2016, 17:03)
В общем,уважаемые электрики, дурацкий вопросец у меня назрел. Заинтересовался электричеством и не могу разобраться, почему же ток не стекает в землю, а обратно к ПС идет? Там же сопротивление меньше в земле, ну почему он идет обратно в ПС.
Вот я и задал вопрос по PEN в продолжение вопроса ТС. Заметит ли вообще, что то потребитель? И вообще зачем нужно заземлять ноль, кроме как в целях безопасности, может безопасность будет выше если не заземлим.?
Вопрос про не заземлим, возникает при применении разделительных трансформаторов, для безопасности.
И почему заземляем именно Ноль, железнодорожники вообще одну фазу по 35 заземляют и не жужжат про безопасность.
И экономят на проводах.
Rezo
Просмотр профиля
16.4.2016, 0:00
Группа: Пользователи
Сообщений: 5635
Регистрация: 30.9.2006
Из: Санкт-Петербург
Пользователь №: 6974
Вы все вопросы свалили в одну кучу, по типу скрещивания ужа и ежа.
В быту то же встречалась система с заземлённой фазой. А сеть ж/д не нужно сравнивать напрямую с бытовой сетью, а их экономия на проводах перетекает на расходы рельсов.
PS: Придёт «Roman_D» и объяснит наиболее популярно.
Сообщение отредактировал Rezo — 16.4.2016, 0:10
Надо верить в народную мудрость.
Student_007
Просмотр профиля
16.4.2016, 0:13
Группа: Пользователи
Сообщений: 570
Регистрация: 12.10.2014
Пользователь №: 41900
Вот я и задал вопрос по PEN в продолжение вопроса ТС. Заметит ли вообще, что то потребитель? И вообще зачем нужно заземлять ноль, кроме как в целях безопасности, может безопасность будет выше если не заземлим.?
Итак что будет если убрать заземляющее устройство у источника питания и все повторные заземления. Получается система II ( Isole).
Буду сравнивать на системе IT с сравнением с II.
Итак в система IT в соотв. с ПУЭ 7, 1.7.58
1.7.58. Питание электроустановок напряжением до 1 кВ переменного тока от источника с изолированной нейтралью с применением системы IT следует выполнять, как правило, при недопустимости перерыва питания при первом замыкании на землю или на открытые проводящие части, связанные с системой уравнивания потенциалов. В таких электроустановках для защиты при косвенном прикосновении при первом замыкании на землю должно быть выполнено защитное заземление в сочетании с контролем изоляции сети или применены УЗО с номинальным отключающим дифференциальным током не более 30 мА. При двойном замыкании на землю должно быть выполнено автоматическое отключение питания в соответствии с 1.7.81.
Теперь тоже самое но без защитного заземления.
В неаварийном режиме будут естественные токи утечки изоляции/ емкостные токи и тд+ линии длинные. Уже с землей будет электрическая связь, в случае пробоя изоляции на электроприборе есть шанс оказаться под напряжением, без автоматического отключения питания и защитного заземления; В случае установки УЗО, оно сработает только после того как ток стечет через человека на землю, что не есть хорошо.
первое замыкание на землю.
В случае пробоя изоляции на электроприборе шансы попасть под напряжение увеличиваются, если в IT нас бы спасло защитное заземление, то в II нас будет колбасить током, автоматическое отключение так же не предусматривается. С УЗО сработает так же.
двойное замыкание на землю замыкание на землю.
Приборы местах замыкания будут под напряжением, без автоматического отключения питания и защитного заземления; С УЗО сработает так же.
Вопрос про не заземлим, возникает при применении разделительных трансформаторов, для безопасности
.
1.7.85. Защитное электрическое разделение цепей следует применять, как правило, для одной цепи
.
Допускается питание нескольких электроприемников от одного разделительного трансформатора при одновременном выполнении следующих условий:
1) открытые проводящие части отделяемой цепи не должны иметь электрической связи с металлическим корпусом источника питания;
2) открытые проводящие части отделяемой цепи должны быть соединены между собой изолированными незаземленными проводниками местной системы уравнивания потенциалов, не имеющей соединений с защитными проводниками и открытыми проводящими частями других цепей;
3) все штепсельные розетки должны иметь защитный контакт, присоединенный к местной незаземленной системе уравнивания потенциалов;
4) все гибкие кабели, за исключением питающих оборудование класса II, должны иметь защитный проводник, применяемый в качестве проводника уравнивания потенциалов;
5) время отключения устройством защиты при двухфазном замыкании на открытые проводящие части не должно превышать время, указанное в табл. 1.7.2.
В размерах бытовой сети такое будет затратно реализовывать.
И почему заземляем именно Ноль, железнодорожники вообще одну фазу по 35 заземляют и не жужжат про безопасность.
Как тогда в однофазном трансформаторе определить на вторичной обмотке какой из двух проводов заземлять? Т.е что фаза что ноль?
И экономят на проводах.
Вы о системе два провода рельс (ДПР) ?
Применение системы IT в бытовых сетях наверное возможно, но будет дороже и сложнее.
Сообщение отредактировал Student_007 — 16.4.2016, 0:48
Сергей ДД
Просмотр профиля
16.4.2016, 6:45
Группа: Пользователи
Сообщений: 1830
Регистрация: 6.9.2009
Из: Из СССР, РФ
Пользователь №: 15472
Студент обьяснил для чайника.
Цитата(Student_007 @ 16.4.2016, 0:13)
В неаварийном режиме будут естественные токи утечки изоляции/ емкостные токи и тд+ линии длинные. Уже с землей будет электрическая связь, в случае пробоя изоляции на электроприборе есть шанс оказаться под напряжением, без автоматического отключения питания и защитного заземления; В случае установки УЗО, оно сработает только после того как ток стечет через человека на землю, что не есть хорошо.
Применение системы IT в бытовых сетях наверное возможно, но будет дороже и сложнее.
Термин Длинные линии к 0,4кВ думаю не применим. Не такие они и длинные. Естественные токи утечки изоляции есть всегда. С остальным согласен.
Олега
Просмотр профиля
16.4.2016, 8:50
Группа: Пользователи
Сообщений: 17029
Регистрация: 6.8.2007
Из: СПб
Пользователь №: 9143
Цитата(Student_007 @ 16.4.2016, 0:13)
1.7.85. Защитное электрическое разделение цепей следует применять, как правило, для одной цепи.
Допускается питание нескольких электроприемников от одного разделительного трансформатора при одновременном выполнении следующих условий:
1) открытые проводящие части отделяемой цепи не должны иметь электрической связи с металлическим корпусом источника питания;
2) открытые проводящие части отделяемой цепи должны быть соединены между собой изолированными незаземленными проводниками местной системы .
Так я и недопонял. При указанных минусах «системы II», почему разделение 2-х (и более) цепей допускается именно при условии использования «системы II»? Почему не IT, как в медицине ?
ps имх, токи утечки обусловлены не самим кол-вом цепей, а длиной и изоляцией.
Для чего нужно заземление и как оно работает
Многие слышали о таком понятии как заземление, но точного представления о нем не имеют. Изначально может показаться, что это сложный специализированный термин электриков, который ничего не даст обычному жителю дома или квартиры. На самом деле понять принцип работы и цель установки заземления просто. Данная статья даст минимально необходимый перечень знаний об этой технологии. Полученная информация найдет практическое применение в быту и жизни рядового потребителя электроэнергии.
Опасность холодильника
Многие сталкивались с тем, что привычные электроприборы с металлическим корпусом наносили удар током. Кто-то ощущал едва заметное пощипывание, а у кого-то удар вызывал сокращение мышц, шок и ожоги. Это часто случается с чайником, холодильником, плитой, микроволновкой и другими приборами с токопроводящими частями.
Фаза и ноль
Взглянем на простую картинку. На ней мы видим холодильник, который питается от сети. Сама сеть начинается с подстанции, которая преобразует высоковольтное напряжение в нужные и привычные всем 220 В. Имеющиеся в нашей розетке два отверстия под вилку напрямую соединены с обмоткой трансформатора подстанции. Один провод называют “фазой”, а второй “нулем”. Фактически между этими проводами нет различия и их названия никак не связаны с полярностью, так как ток в цепи является переменными. Отличаться эти проводники начинают при подключении третьего элемента в цепь — заземляющего контура.
Заземление
На любой подстанции один из выводов вторичной обмотки трансформатора подключается к заземляющему контуру. Буквально эта система представляет собой проводники, погруженные на достаточную глубину в землю. Ими служат металлические трубы, арматуры и специальные стержневые системы. На самих подстанциях конструкция обеспечивает безопасность и правильную работу приборов.
Провод, от которого производится заземляющий отвод, называют “нулем”, а второй — “фазой”.
Почему же холодильник бьет током?
Начнем с того, что исправные приборы не представляют опасности даже при отсутствии заземления. Человек может стать проводником только при контакте фазного провода с корпусом устройства. При этом устройство не подаст никаких признаков и будет нормально функционировать. Простое касание рукой при этом может привести к необратимым последствиям.
Ток проводят не только металлы. Человеческое тело, земля, строительные материалы — все это хоть и плохо, но проводит ток. В результате заземленный далеко на подстанции ноль становится причиной разности потенциала между полом комнаты и корпусом электроприбора. На полу — ноль, на нашем холодильнике — фаза, а человек своим касанием замыкает эту цепь.
Исход зависит от сопротивления указанной цепи. Сопротивление в свою очередь зависит от расстояния до подстанции, высоты здания, материала пола, обуви и т.д. В результате кто-то испытывает пощипывание, а кому-то понадобится уже совсем другой холодильник.
Как решает проблему заземление?
Возле дома устанавливается отдельный заземляющий контур, к которому мы подключаем выступающий в качестве примера холодильник. Теперь при попадании фазы на его корпус, это вызовет короткое замыкание между “землей” и фазой. Чаще всего разности потенциала будет достаточно для срабатывания автомата, и его выбьет. При этом касаться прибора уже совсем не обязательно — пробой может случиться вообще без участия человека. В результате все пользователи холодильника круглосуточно находятся в безопасности. При попадании фазы на корпус остается только устранить неисправность или в крайнем случае заменить прибор.
Дополнительное оборудование
Иногда из-за высокого сопротивления цепи автомат не распознает замыкание именно как короткое замыкание. Соответственно он не отключается, а начинается простая утечка тока. Пользователь электроприбора при этом также остается в безопасности, но токовые потери не только повышают расход, но и вызывают нагрев проводников. Для решения проблемы используется УЗО.
УЗО — устройство защитного отключения. Оно выполняет роль автомата, но имеет расширенный функционал. Такой прибор мгновенно определяет утечку тока через корпус на заземление и размыкает цепь даже при отсутствии КЗ. Также УЗО закрывает и ряд других проблем, которые возникают при обрыве нуля, перепадах напряжениях и критических изменениях частоты.
Как правильно заземлять приборы?
В большинстве многоквартирных домов имеется дополнительный контур, к которому подключается корпус электроприбора. В частных домах контур организуется самостоятельно. Сегодня рынок полон готовых модульных систем, которые быстро собираются и соответствуют всем нормам. При наличии инструментов, материалов и желания систему можно организовать и с нуля. Найти все инструкции, нормы и правила сегодня очень просто.