Система заземления соединяет определенные части системы электроснабжения домов, сооружений, подстанций (обычно проводящей поверхностью оборудования) с землей — в целях безопасности.
Иными словами, чтобы при неполадках в цепи питания ток нашел путь сразу по заземляющему проводнику на землю и не причинил вред владельцу объекта или тем, кто им пользуется. Но существует несколько назначений у заземления.
Системное заземление
Системное заземление служит для электробезопасности всей системы электроснабжения, которое не вызвано коротким замыканием. Предотвращает накопление статического электричества и помогает защитить от скачков напряжения, вызванных ударами молнии. Накопление статического электричества, вызванное, например, трением. Когда ветер дует на радиомачту.
Системное заземление обеспечивает эквипотенциальное соединение со всеми металлическими деталями для предотвращения разницы потенциалов между ними. Наличие Земли в качестве общей точки ограничивает разность потенциалов электрической системы и напряжением питания.
Заземление электрооборудования
Заземление оборудования обеспечивает электробезопасность при его неисправности. Оно предотвращает повреждение оборудования и поражение электрическим током. С технической точки зрения, этот тип заземления не является заземлением.
Когда силовой проводник соприкасается с заземленной поверхностью в приборах, то устройство автоматического отключения питания (УЗО, дифавтомат) отключает эту фазу.
Функциональное заземление
Функциональное заземление не служит для электробезопасности. Оно предназначено, например, для фильтрации электромагнитных помех.
В Правилах устройства электроустановок (ПУЭ) в П. 1.7.3 приведены различные системы заземления.
Система TN-C
Название системы расшифровывается "Terre-Neuter-Combined" – система с глухозаземлённой нейтралью, и совмещённые в одном проводнике PEN «ноль» и «землю».
Это самая старая схема, появившаяся в самом начале электрификации времен первых пятилеток Советского Союза. TN-C является четырёхпроводной системой электроснабжения – 3-х фазных (линейных) проводника и нейтраль.
Защитное заземление в данной схеме отсутствует, а ноль соединен со средней точкой звезды трансформатора. Прикосновение к нейтрали является безопасным. Но в случае обрыва нулевого провода на участке между вводом в дом и подстанцией на нем может появиться высокое напряжение. Поэтому при ремонте электропроводки в старых домах необходимо отключать оба проводника.
Заземлить корпуса оборудования при такой схеме подключения невозможно из-за отсутствия отдельного заземляющего провода, а при подключении корпуса прибора к нейтрали получится зануление. Производить такое соединение в настоящее время запрещено (ПУЭ п.1.7.132), поэтому для повышения безопасности потребителей применяется система TN-S.
Система TN-S
Это современная пятипроводная система электроснабжения – расшифровывается как "Terre-Neuter-Separated". Схема с глухозаземлённой нейтралью и разделёнными проводами «ноль» и «земля» — к трём фазным и нулевому проводу добавлен еще и заземляющий проводник РЕ.
В этой схеме рабочее и защитное заземление разделены на участке от места подключения к нейтрали в трансформаторе до потребителя. И в данной системе TN-S по заземляющему проводу ток протекает только в аварийной ситуации, что обеспечивает более высокий уровень защиты от электричества.
Т.к. полная замена четырёхпроводной системы TN-С на пятипроводную схему TN-S требует больших материальных (финансовых) и временных затрат, то был применен другой вариант — TN-С-S, позволяющий увеличить безопасность без замены всей проводки в старых зданиях.
Система TN-С-S
Название системы TN-С-S переводится: "Terre-Neuter-Combined-Separated". Здесь присутствует глухозаземлённая нейтраль и подключённое к ней заземление. В этой схеме такое разделение производится во вводном щитке в здании до подключения кабеля к вводному автомату.
Обязательным требованием к такой системе является заземление места разделения «нуля» и «земли» путём присоединения его к контуру заземления в здании.
Система TT
Самая простая и не самая надёжная схема. Её название расшифровывается как "Terre-Terre" — глухозаземлённая нейтраль и не связанное с ней заземление. Здесь заземляющий проводник не имеет контакта с электропроводкой, а подключается сразу к контуру заземления, находящемуся возле здания.
Фактически, это схема с независимым заземлением электрооборудования на объекте и высокими требованиями к качеству монтажа заземляющего контура (минимальное сопротивление 32 Ом).
Такая система применяется для заземления удалённых насосов и других электродвигателей, которые подключены через пускатель или автомат. Ещё одно применение этой системы — заземление частных домов и временных сооружений при невозможности присоединить заземление к нулевому проводнику.
В данной схеме возможна ситуация, при которой ток утечки из-за высокого сопротивления заземления будет ниже уставленного в автомате, поэтому установка в этой схеме УЗО является обязательной согласно ПУЭ (пункты 7.1.72 и 1.7.59)
Система IT
Это система с изолированной нейтралью, расшифровывается как "Isole-terre" или изолированная нейтраль и независимое заземление. В некоторых случаях заземление оборудования может отсутствовать. В этой схеме отсутствует контакт между проводкой и заземлением.
Система является безопасной и характеризуется минимальным уровнем помех. Система IT используется для питания и заземления особо точного оборудования, а так же применяется при питании от переносного генератора с незаземлённой сетью 220 В, а так же при подключении электроприборов к разделительным трансформаторам.
Как видно, применение некоторых схем электроснабжения подразумевает использования надежного местного заземления на объекте, в доме. Как правило, его делают рядом с домом «треугольником» из заглубленных и вбитых в грунт стальных уголков, с обвязкой сваркой.
Важно измерить сопротивление такой заземления, оно должно быть не выше 32 Ом. Если же используется система электроснабжения TN-С-S, то заземление, как было сказано, обязательно — если электрические сети в поселке старые и есть риск обрыва «нуля». Чтобы не произошел перекос фаз и у вас в розетке не появилось 380 В.
Так же из этих схем видно, чем есть заземление и есть зануление. Заземление и зануление предназначены для предотвращения поражения электрическим током, но работают на различных принципах защиты.
Заземление представляет собой электрическое соединение определенных элементов электрической сети с землёй или. Эта мера необходима для обеспечения безопасности путём направленного отвода тока в землю и применяется в системах с изолированной нейтралью.
Зануление, в свою очередь, это электрическое соединение необслуживаемых металлических частей электротехнического оборудования с нулевым защитным проводником. Оно создает контролируемое короткое замыкание, что позволяет быстро отключить поврежденный участок (через УЗО или дифавтомат). Зануление используется в системах с глухозаземлённой нейтралью.
Таким образом, ключевое различие между заземлением и занулением заключается в том, что первое не отключает устройство от электросети, но снижает напряжение на его корпусе до безопасного уровня, тогда как второе приводит к полному отключению устройства и прекращению подачи электричества.
Какие системы электроснабжения и заземления используются в разных странах?
— В Великобритании Правила электробезопасности запрещают питание по схеме TN-C. Кабельная броня каждая нейтраль должна быть подключена к земле. Потребителям запрещается совмещать заземление и нейтраль в своих установках.
— В Национальном электрическом кодексе США и Канады написано, что питание от распределительного трансформатора должно быть по системе TN-C-S. Такая же схема и в Аргентине, Австралии, Израиле и Новой Зеландии. Но потребители должны обеспечивать собственные подключения к заземлению. А, вот во Франции, Дании, в Японии и Малайзии используется схема TT. Хотя в редких случаях могут быть разрешены TN-C-S.
— В Австралии используется система заземления с множественным заземлением нейтрали (MEN). Для низковольтного (например, бытового) потребителя это означает TN-C-S, при котором нейтраль подключена к земле несколько раз между питающим трансформатором и установкой потребителя, а разделение нейтрали на землю происходит от главного распределительного щита.
— В Индии питание обычно осуществляется через систему TN-S. Нейтраль имеет двойное заземление на каждом распределительном трансформаторе.
— В Норвегии широко используется IТ-система с напряжением 230 В между фазами (70% всех домашних хозяйств). Однако новые жилые районы в основном строятся с использованием TN-C-S.
Как видно, наш ПУЭ написан в соответствии с международным опытом и рекомендованная в нем система заземления является наиболее распространенной и безопасной.