Зазе́млення (англ. grounding; нім. Erdung f, Erdanschluss m), узе́мленняМикола Зубков. Щодо вживання термінів «уземлення» та «заземлення» // Технічний комітет стандартизації науково-технічної термінології (ТК СНТТ), узе́млювання, зазе́млювання, зазе́ма, узе́мазаземле́ние // Російсько-український словник з інженерних технологій / Ганіткевич М., Кінаш Б.; Технічний комітет стандартизації науково-технічної термінології Міністерства економ. розвитку і торгівлі та Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України. — 2-е вид. — Львів: Вид-во Львівської політехніки, 2013. — 1021 с. — (Термінографічна серія СловоСвіт; № 9). ISBN 978-617-607-385-7. —

Провідник чи декілька провідників, що розміщені у землі або на поверхні землі з метою встановлення електричного з'єднання між пристроєм та землею. Власне дія — навмисне електричне з'єднання будь-якої точки електричної мережі, електроустановки чи обладнання, із заземлювальним пристроєм.

Вступ

Перші побутові електричні мережі були простими і не містили заземлення. Умовна лампочка приєднувалася до двох фаз, а нуля не було. Так звана ізольована нейтраль. Це була безпечна мережа, можна було безпечно торкатися будь-якої фази і вона не билася струмом. Струм не міг піти з людини на землю, бо не було заземлення по якому струм повернувся би назад в мережу, утворивши замкнутий контур. Без замкнутого контуру струм не тече.

Далі електрична мережа ставала більш розгалуженою, дерев'яні бараки стали замінятися на будинки з металом, і почастішали випадки неконтрольованого заземлення, коли одна з фаз отримувала контакт з землею, і протилежна фаза вже ставала небезпечною для людини. Для вирішення проблеми неконтрольоване заземлення замінили контрольованим на підстанції. Глухозаземлена нейтраль. Одна з фаз стала нулем. Це, з одного боку, додало небезпеки в мережу, а з іншого дало змогу побудувати систему захисту — занулення. Якщо відбувався пробій фази на корпус приладу, то це було коротке замкнення фази з нулем корпусу. З'являвся великий струм, на який одразу спрацьовував запобіжник або автоматичний вимикач.

Недоліком цієї системи було те, що при втраті контакту нуля з землею, нуль перетворювався на фазу, і фаза була на корпусах електроприладів. Контакт міг зникнути при відгоранні нуля на підстанції, або при перемиканні на альтернативне джерело живлення. Також електрик міг випадково поміняти фазу з нулем на вводі.

Недоліки занулення були усунуті введенням повторного заземлення на вводі в будівлю і системою вирівнювання потенціалів. Від підстанції до будівлі приходить так званий PEN провідник (колишній нуль), він заводиться на головну заземлювальну шину (ГЗШ), до якої приєднані: основні металеві елементи будівлі; штучний заземлювач; шини PE; шини N.

Максимальний опір повторного заземлення згідно сучасних ПУЕ повинен складати 30 Ohm. Це найпоширеніше побутове застосування заземлення для захисту людини. Є і інші застосування.

Заземлення використовується в таких випадках: захист від імпульсів в мережі. Блискавки, імпульсні джерела живлення, інвертори, DC-DC перетворювачі утворюють імпульси, які через розрядники, ПЗІП, Y-конденсатори та інші прилади зливаються на землю. надає стабільний однаковий електричний потенціал як точку відліку, що важливо для чутливої апаратури, для каналів зв'язку. надає можливість робити спеціалізований захист, наприклад, пристрій захисного вимкнення або заземлюючий дугогасний реактор.

Види заземлення Усі види заземлення за функціями, які вони виконують, можна об'єднати у три групи: захисне заземлення, робоче (функціональне) заземлення та заземлення блискавкозахисту.

Захисне заземлення () — заземлення точки або точок у системі чи в процесі монтажу системи або в обладнанні, з метою забезпечення електробезпекиПравила улаштування електроустановок. Четверте видання, перероблене й доповнене — Х.: Вид-во «Форт», 2011.— 736 с.«Protective earthing» в IEV ref 195-01-11.

Захисне заземлення — це спеціальне електричне сполучення із землею або її еквівалентом струмопровідних елементів обладнання, які не повинні перебувати під напругою, але в процесі експлуатації можуть опинитися під напругою, наприклад, у разі пошкодження ізоляції, дефектів дугогасних пристроїв, комутаційних апаратів, в аварійних випадках тощо.

Захисне заземлення є поширеним способом захисту людини від ураження електричним струмом при дотику до металевих поверхонь, які виявились під напругою. Це забезпечується або негайним спрацюванням захисного апарату у випадку пробиття на корпус, або гарантуванням безпечного струму крізь людину, якщо захисний апарат не спрацював. Є два популярні варіанти захисту:

Корпус заземлюється і земля додатково з'єднана з нулем. Цей варіант розрахований на захист автоматичними вимикачами. Корпус тільки заземлюється. Цей варіант розрахований на захист за допомогою ПЗВ та аналогів (дифавтомати, пристрої виявлення дугового замикання).

Конструктивними складниками заземлювального пристрою захисного заземлення, є: заземлювачі (металеві провідники, що знаходяться в землі) і заземлювальні провідники (з'єднують із заземлювачем обладнання, що заземлюється). В Україні вимоги до захисного заземлення і його забезпечення регламентуються Правилами улаштування електроустановок (ПУЕ).

Робоче заземлення («Operational earthing» в IEV ref 195-01-13) або функціональне заземлення («Functional earthing» в IEV ref 195-01-13) — не пов'язане з електробезпекою навмисне з'єднання із землею окремих точок електричного кола, наприклад нейтральних точок обмоток генераторів, силових і вимірювальних трансформаторів, дугогасних апаратів, реакторів поперечної компенсації в далеких лініях електропередачі, а також фази при використанні землі як фазного або зворотного проводу. Робоче заземлення призначене не для захисту, а в першу чергу для забезпечення належної роботи (наприклад, для забезпечення електромагнітної сумісності, фільтрування шумів у радіоапаратурі тощо) електроустаткування в нормальних або аварійних умовах і здійснюється безпосередньо (шляхом з'єднання провідником частин, що заземлюються із заземлювачем) або через спеціальні апарати — пробивні запобіжники, розрядники, резистори тощо.

Заземлення блискавкозахисту — навмисне з'єднання із землею блискавкоприймачів і розрядників задля відведення від них струмів блискавки в землю у засобах блискавкозахисту. Здійснюється у вигляді заземлювача — провідної частини або сукупності з'єднаних між собою провідних частин, що перебувають в електричному контакті із землею безпосередньо або через проміжне провідне середовище, наприклад, бетон.

За видом заземлювача, заземлення в електротехніці поділяється на природне і штучне. Для захисту від прямого удару блискавки слід, як правило, використовувати природні заземлювачі — металеві та залізобетонні конструкції будівель, споруд, зовнішнього устаткування, опор блискавковідводів, що стоять окремо, тощо, які знаходяться в контакті із землею, в тому числі залізобетонні фундаменти в неагресивних, слабкоагресивних і середньоагресивних середовищах за умови забезпечення безперервного електричного зв'язку по їх арматурі і приєднання її до закладних деталей за допомогою зварювання.

Влаштування блискавкозахисту в Україні регулюється ДСТУ EN 62305-1-4:2012 в чотирьох частинахНаціональні стандарти України // 91.120.40 Захист від блискавок на сайті ЛЕОНОРМ: ДСТУ EN 62305-1:2012 Захист від блискавки. Частина 1. Загальні принципи (EN 62305-1:2011, IDT); ДСТУ IEC 62305-2:2012 Захист від блискавки. Частина 2. Керування ризиками (IEC 62305-2:2010, IDT); ДСТУ EN 62305-3:2012 Захист від блискавки. Частина 3. Фізичні руйнування споруд та небезпека для життя людей (EN 62305-3:2011, IDT); ДСТУ EN 62305-4:2012 Захист від блискавки. Частина 4. Електричні та електронні системи, розташовані в будинках і спорудах (EN 62305-4:2010, IDT).

Популярний міф щодо заземлення

Є популярний міф, що заземлення корпусу електроприладу само по собі захищає людину. Мовляв, струм по людині буде меншим, бо більшість забере на себе заземлення. Суть помилки в незнанні різниці між джерелом струму та напруги. Оскільки в більшості випадків живлення відбувається від джерела напруги, то, наприклад, якщо людина торкнеться корпусу заземленої пральної машини з пробиттям на фазу, то струм крізь людину визначить виключно закон Ома: 230 V / 1000 Ohm = 0.23 A (смертельний струм), де 230V — напруга мережі, 1000 Ohm — розрахунковий опір людини. Впливу від заземлення не буде, оскільки топологічно це паралельна гілка, у неї свій струм.

Якщо врахувати фактор того, що пробій на корпус часто буває неповним, то при автоматичному вимикачу 16 A і заземленні 30 Ohm захист тільки заземленням буде у діапазоні приблизно до одного ампера неповного кз. Автоматичний вимикач C16 гарантовано миттєво відключить при струмі більше 160 A. Діапазон неповного короткого замкнення від 1 до 160 A залишиться незахищеним. Цей діапазон захищають або зануленням або ПЗВ.

Див. також

Базове заземлення Заземлювач Заземлювальний провідник Занулення Пристрій захисного вимкнення Перенапруга Струм витоку Релейний захист

Примітки

Джерела

Жидецький В. Ц. Основи охорони праці [Текст] : підручник / В. Ц. Жидецький. — 3-тє вид., перероб. і доп. — Львів : Укр. акад. друкарства, 2006. — 336 с. — ISBN 966-8013-11-5. ДНАОП 0.00-1.32-01. Правила улаштування електроустановок. Електрообладнання спеціальних установок. — Київ, 2001. Як зробити заземлення приватного будинку на 220 В або 380 В?

Література