Заземление бытовых приборов. Как отличить "ноль" и "землю" в электрических цепях.

В случае короткого замыкания, заземление снижает риск поражения электротоком, отводя ток по защитному заземляющему проводнику в заземление.

1. Заземление бытовых приборов.

Кратко рассмотрим, что такое защитное заземление и зануление оборудования и их назначение. В чём заключается отличие нулевого защитного проводника (НПЗ) от нулевого рабочего проводника (НРП) в цепи "фаза-нуль".

 

1.1. Защитное заземление.

Защитное заземление - это заземление частей эл.установок в целях обеспечения эл.безопасности.

Его назначение- устранение опасности поражения током в случае прикосновения к корпусу и др. токоведущим металлическим частям эл.установки, оказавшимся под напряжением.

Рабочее заземление - это преднамеренное соединение с землёй отдельных точек электроцепи, например нейтральных точек обмоток генераторов, силовых и измерительных трансформаторов. Оно предназначено для обеспечения нормальной работы эл.установок.

Заземление какой-либо части эл.установки или др. установки - это преднамеренное электрическое соединение этой части с заземляющим устройством.

Принцип действия защитного заземления заключается в снижении напряжения между корпусом, оказавшимся под напряжением, и землёй до безопасного значения. Реализация защитного действия устройства заземления осуществляется с помощью заземляющего устройства.

Заземляющим устройством называется совокупность заземлителя и заземляющих проводников - находящихся в соприкосновении с землёй.

Принцип подключения электроустановок к магистрали заземления показан на рис.1.

Принцип подключения электроустановок к магистрали заземления.
Принцип подключения электроустановок к магистрали заземления

1- магистраль заземления; 2- заземляемая электроустановка; 3- заземляющий проводник; 4- заземлитель.

Присоединение заземляемого оборудования к магистрали заземления выполняется с помощью отдельных заземляющих проводников (рис.1 поз.3).

Заземлители (рис.1 поз.3) должны быть связаны с магистралью заземления (рис.1 поз.1) не менее чем 2 проводниками (рис.1 поз.4), присоединёнными к заземлителю в различных местах.

Последовательное присоединение заземляемого оборудования НЕ ДОПУСКАЕТСЯ (рис.1 вариант-В).

Искусственные заземлители применяют тогда, когда естественные заземлители не обеспечивают требуемое (расчётное) сопротивление заземляющего устройства или напряжение прикосновения.

Для искусственных заземлителей применяют вертикальные стержневые и горизонтальные неокрашенные электроды.

В качестве вертикальных электродов (рис.1 поз.4) используют ст. арматуру не менее d≤10 мм и угловую сталь толщ. не менее 4 мм.

Горизонтальные электроды используются для гальванического соединения между собой вертикальных электродов, а также самостоятельно.

В качестве горизонтальных электродов (рис.1 поз.1) применяют полосовую сталь сеч. не менее 48 мм² и сталь круглую сеч. не менее d≤6 мм.

Все расчёты и работы (по проекту заземления) выполняются спец. организацией.

 

1.2. Зануление оборудования.

Зануление - это преднамеренное электрическое соединение с нулевым проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

Нулевым защитным проводником (НПЗ) в эл.установках напряжением до 1 кВ называется проводник, соединяющий зануляемые части с глухозаземлённой нейтралью генератора или трансформатора в сетях трёхфазного тока, с глухозаземлённым выводом источника однофазного тока, с глухозаземлённой средней точкой источника в сетях постоянного тока.

Принцип действия зануления – превращение замыкания на корпус в однофазное короткое замыкание между фазным и нулевым защитным проводником с целью вызвать большой ток, способный обеспечить срабатывание защиты (автоматов, предохранителей и т.п.) и тем самым автоматически отключить повреждённую установку от питающей сети.

Принципиальная схема зануления электрооборудования показана на рис.2.

Принципиальная схема зануления электрооборудования

Принципиальная схема зануления электрооборудования.

Задача зануления – устранение опасности поражения током в случае прикосновения к корпусу и др. нетоковедущим металлическим частям эл.установки, оказавшимся под напряжением вследствие замыкания на корпус.

Решается эта задача быстрым отключением повреждённой эл.установки от сети.

Для того чтобы при коротком замыкании сработали предохранители, сопротивление цепи короткого замыкания должно быть достаточно малым.

Сопротивление в цепи замыкания в сети зануления условно называют сопротивлением цепи "фаза–нуль";.

Сопротивление нулевого защитного проводника (НПЗ) не должно превышать более чем 2 раза сопротивление фазного провода.

В целях уменьшения индуктивного сопротивления пели "фаза–нуль"; НПЗ следует прокладывать совместно с фазными проводами или в непосредственной близости от них.

В качестве нулевых защитных проводников (НПЗ) могут быть:

  1. нулевые рабочие проводники;
  2. специально предусмотренные проводники (4-ая или 3-я жила кабеля, 4-ый или 3-ий провод, стальные полосы и т.п.);
  3. арматура ж/бетонных строительных конструкций и фундаментов;
  4. стальные трубы электропроводки; алюминиевые оболочки кабелей;
  5. металлические конструкции зданий (фермы, колонны и т.п.);
  6. металлические конструкции производственного назначения (подкрановые пути, каркасы распределительных устройств, галереи, площадки, шахты лифтов, подъёмников, обрамление кабельных каналов и т.п.);
  7. металлические стационарные открыто проложенные трубопроводы всех назначений, кроме трубопроводов горючих и взрывоопасных веществ и смесей, канализации и центрального отопления.

Перечисленные проводники, конструкции и др. элементы могут служить единственным НПЗ только в том случае, если они удовлетворяют требованиям, предъявляемым к НПЗ.

Нулевой защитный проводник (НПЗ) следует отличать от нулевого рабочего проводника (НРП), который также соединён с глухозаземлённой нейтральной точкой источника тока или её эквивалентом, но предназначен для питания током эл.приёмников, т.е. он является частью цепи рабочего тока и по нему проходит ток IН (рис.3).

Зануление корпусов однофазных и трёхфазных электроприёмников показано на рис.3.

Зануление корпусов однофазных и трёхфазных электроприёмников.
Зануление корпусов однофазных и трёхфазных электроприёмников

НЗП- нулевой защитный проводник; НРП- нулевой рабочий проводник; - рабочий ток цепи.

Так как нулевой рабочий проводник (НРП) использовать РАЗРЕШАЕТСЯ одновременно и как нулевой защитный проводник (НПЗ), т.е. для зануления приёмников эл.энергии (за исключением приёмников однофазного тока), то НРП в этом случае должен удовлетворять всем требованиям, предъявляемым как к НРП, так и к НПЗ.

В НРП, если он не используется одновременно как защитный, РАЗРЕШАЕТСЯ ставить предохранители.

При использовании НРП в качестве НПЗ установка разъёдиняющих приспособлений в цепи ЗАПРЕЩАЕТСЯ.

В этом случае ДОПУСКАЕТСЯ применение выключателей, которые одновременно с отключением НРП отключают все провода, находящиеся под напряжением.

НПЗ, от которого отходят 2 или более ответвления, называется магистралью зануления.

ДОПУСКАЕТСЯ ответвления от магистрали зануления к зануляемой части эл.установки прокладывать скрыто (в стене, под чистым полом и т.п.) с защитой их от воздействия агрессивных сред.

Такие ответвления должны быть целыми, без соединений.

Измерение сопротивления цепи "фаза–нуль"; производиться с помощью прибора М417.

 

1.3. Зануление переносных электроприёмников.

Зануление переносных эл.приёмников осуществляется спец. жилой, расположенной в общей оболочке с фазными жилами; третьей- для эл.приёмников однофазного тока и четвёртой- для эл.приёмников трёхфазного тока.

Эта спец. жила кабеля присоединяется к защитному контакту штепсельного соединения с одной стороны и к корпусу эл.приёмника с другой стороны.

Сечение жилы должно быть равно сечению фазных жил.

Использование для этой цели нулевого рабочего проводника, в т.ч. расположенного в обшей оболочке, НЕ ДОПУСКАЕТСЯ.

Жилы проводов, используемых для зануления переносных эл.приёмников, должны быть медными, гибкими, сечением не менее 1,5 мм² для переносных эл.приёмников промышленных эл.установок и не менее 0,75 мм² для бытовых переносных эл.приёмников.

Таким образом, между корпусом повреждённого эл.приёмника и землёй возникает достаточно опасное напряжение.

Человек, прикоснувшийся к корпусу, может быть поражён эл.током.

Поэтому в сети напряжением до 1 кВ с глухозаземлённой нейтралью заземление корпусов эл.приёмников без их зануления НЕ ДОПУСКАЕТСЯ.

Для защиты людей от поражения эл.током следует считать более эффективным защитное отключение.

 

1.4. Зануление бытовых электроприборов.

Зануление трёхфазных эл.плит осуществляется ответвлением от нулевого рабочего проводника (НРП) или шины на распределительном щите (рис.3).

В качестве ответвления могут быть использованы пятый провод, пятая жила кабеля с сечением, равным фазному, а также металлическая труба эл.проводки. При этом нулевой защитный проводник (НПЗ) заземления ответвления не должен иметь разрывов.

Использовать НРП в качестве НПЗ эл.плит ЗАПРЕЩАЕТСЯ.

Зануление бытовых эл.приборов (холодильников, стиральных машин, микроволновых печей, и др.) в жилых и общественных зданиях в отличие от переносного эл.инструмента промышленного назначения – не достигает цели и только увеличивает опасность поражения человека.

Это объясняется наличием в бытовых эл.сетях предохранителей в нулевых проводах.

Перегорание такого предохранителя приводит к появлению на корпусе эл.приёмника напряжения, передаваемого по зануляющему проводу.

При прикосновении к корпусу такого приёмника человек попадает в цепь фазного напряжения.

К тому же в условиях жил. домов ремонт проводки часто выполняется неквалифицированными людьми, что может приводить из-за отличительной окраски проводов к перемене местами фазного и нулевого проводов на вводных щитках и в штепсельных розетках.

В этих случаях наличие зануления также приводит к появлению напряжения на корпусе бытового эл.прибора даже при исправном состоянии его изоляции.

Таким образом, из-за отсутствия доп. мер защиты главным условием безопасного применения эл.энергии в быту является исправное состояние изоляции эл.проводки и эл.приборов.

Поэтому необходимо постоянно следить и обеспечивать исправное состояние бытовых приборов, шнуров, с помощью которых они включаются в сеть, и самих сетей.

Домашние холодильники, стиральные машины и микроволновые печи должны быть снабжены вилками включения с заземляющим контактом или отверстием, в которое входит контакт, находящийся на розетке и подключаемый к заземляющему проводу.

Схема вилки с заземляющим контактом для подключения к сети бытового электрооборудования показана на рис.4.

Схема вилки с заземляющим контактом для подключения к сети бытового электрооборудования.
Схема вилки с заземляющим контактом для подключения к сети бытового электрооборудования

1- эл.кабель; 2- корпус; 3- рабочие контакты; 4- защитный контакт; 5- фазный проводник; 6- нулевой рабочий проводник (НРП); 7- нулевой защитный проводник (НЗП); 8- корпус 3-хфазной розетки; 9- винт зануления; 10- корпус переносного эл.приёмника; 11- эл.приёмник; 12- проводник от защитного контакта вилки.

Во избежание повреждения изоляции эл.проводку НЕЛЬЗЯ закрашивать и белить, подвешивать на гвоздях, металлических и деревянных предметах, закладывать за газовые, водопроводные трубы и батареи отопления, перекручивать провода, вешать на них посторонние предметы, вытягивать за шнур вилку из розетки.

Розетка, к которой присоединено устройство, должна быть легко доступна, чтобы в случае аварии устройство можно было быстро отключить.

Заземление и эл.соединение приборов и оборудования в частных домах должны выполнять только специалисты из служб такого сервиса, т.к. ни производитель, ни фирма, продавшая Вам устройство, не несут ответственности за ущерб здоровью или имуществу, причиной которого стало неисполнение указаний по выполнению эл. соединений.

Надо знать, что на групповых квартирных щитках многоквартирных домов кроме расчётных счётчиков для каждой квартиры устанавливаются выключатели и аппараты защиты для каждой групповой линии, т.е. предохранители или автоматические выключатели.

В одну квартиру может вводиться несколько самостоятельных групповых линий, в т.ч. отдельная силовая более мощная линия для питания эл.плиты и др. эл.приборов кухни.

Для каждой групповой линии в квартиру вводится 1 или 2 фазных и 1 нулевой рабочий провод, соединенный на трансформаторной подстанции с заземленной нейтралью.

Т.е заземление для эл.оборудования в многоквартирных домах новой постройки УЖЕ ВЫПОЛНЕНО через эл.щиты подключения внутридомовых эл.сетей.

 

 

2. Как отличить "ноль" и "землю" в электрических цепях.

Способом распознавания эл.проводов, относящихся к отдельным элементам эл.установок, является буквенно-цифровое и цветовое обозначение.

 

2.1. Цветовое обозначение электропроводов.

При необходимости различать проводники от эл.технических изделий по функциональному назначению цепей, в которых они использованы, применяют следующие расцветки изоляции:

  1. чёрную- для проводников в силовых цепях;
  2. красную- для проводников в цепях управления, измерения и сигнализации переменного тока;
  3. синюю- для проводников в цепях управления, измерения и сигнализации постоянного тока;
  4. зелёного-жёлтую (двухцветную)- для проводников в цепях заземления;
  5. голубую- для проводников (рабочий провод), соединенных с нулевым проводом и не предназначенных для заземления.

Шины электроустановок переменного тока должны иметь следующую расцветку -

I. Для трёхфазного тока:

  1. шина фазы А- жёлтого цвета,
  2. шина фазы В- зелёного цвета,
  3. шина фазы С- красного цвета,
  4. шина нулевая рабочая НРП- голубого цвета,
  5. эта же шина, используемая в качестве нулевой защитной НЗП - окрашивается продольными полосками жёлтого и зелёного цветов.

II. Для переменного однофазного тока:

  1. шина фазы А, присоединяемая к началу обмотки источника питания,- жёлтого цвета,
  2. шина фазы В, присоединённая к концу обмотки,- красного цвета.

III. Для однофазного тока:

  1. если шина является ответвлением от шины трёхфазного тока, то она обозначается цветом, соответствующим цвету шины трёхфазного тока.

IV. Для постоянного тока:

  1. положительная шина- красного цвета,
  2. отрицательная шина- синего цвета,
  3. нулевая рабочая шина НРП- голубого цвета.

В двухпроводных (однофазных) сетях электроосвещения- провода имеют следующую цветовую кодировку:

  1. 1-ый провод: красный или коричневый- это фазный (подающий ток)- рабочий провод,
  2. 2-ой провод: синий (голубой) - это нулевой (принимающий обратный ток) - рабочий провод, не предназначенный для заземления,

Фазный провод + нулевой провод = нулевой и фазный провода составляют одну фазу.

 

2.2. Контрольная лампочка определения проводов под напряжением.

Для определения принадлежности гнёзд розеток, клемм включателей и патронов светильников к фазным проводам линии или к её нейтрали понадобится индикатор напряжения с неоновой лампочкой.

Все контактные гнёзда розеток, при касании к которым лампочка индикатора светится, соединены с фазным проводом, противоположные - с нейтралью.

Соединение клемм светильников и клемм его выключателей с фазой или нейтралью можно определить, сняв крышку выключателя и касаясь его клемм индикатором.

Если при замкнутом выключателе светильник индикатора не горит, то выключатель подключён к нейтрали, если светится,- к фазному проводу.

Недостатком такого индикатора напряжения с неоновой лампочкой является то, что с его помощью нельзя отличить нейтраль от фазного провода, имеющего обрыв, или определить принадлежность проводов к одной или разным фазам.

Это можно сделать при помощи контрольной лампы. Она является наиболее простым приспособлением для проверки состояния эл.цепей и установочных элементов под напряжением.

Лампу желательно брать малой мощности (от холодильника или швейной машины).

Переносная контрольная лампочка для проверки состояния электропроводки, розеток и установочных элементов под напряжением показана на рис.5.

Переносная контрольная лампочка для проверки состояния электропроводки и розеток под напряжением.
Переносная контрольная лампочка для проверки состояния электропроводки и розеток под напряжением

1- корпус эл.патрона; 2- фарфоровый вкладыш; 3- контактные винты под эл.проводку; 4- центральный контакт с эл.лампой; 5- резьбовая гильза патрона; 6- штифт (штекер) для контакта переноски; 7- винт штифта; 8- шайба; 9- петля 2,5 оборота d винта; 10- эл.провод б/у от светильника или торшера дл.0,6…0,8 м; 11- 2…3 слоя изоленты; 12- винилхлоридная трубка; 13- защитный колпак; 14- внешняя сеть; 15- к нагрузке; 16- контрольная лампочка; А- проверка тока на входе; В- проверка предохранителей.

Для предохранения колбы лампы её помещают в защитный колпачок, который можно сделать из пластмассового стаканчика, сделав отверстие в дне стакана под размер резьбового участка корпуса патрона. Патрон закрепляется в стаканчике.

Концы шнура должны быть в изоляционных трубках с фланцами на концах и выступающими из них штекерами диаметром 2…3 мм и длиной 20 мм, чтобы не допустить их включения в штепсельные розетки напряжением 110…220 В.

На штекеры плотно надеваются изоляционные трубки длиной 12…15 мм, исключающие возможность касания руками оголенных штекеров, причём наружный диаметр трубок не должен быть больше 4 мм, чтобы штекеры могли входить в гнездо розеток.

Однако самым простым и удобным прибором, используемым для нахождения места неисправности и приблизительного измерения сопротивления элементов цепи является тестер.

Сам прибор состоит из нескольких последовательно соединенных элементов: электромагнитной стрелочной головки; гальванического элемента; резистора-ограничителя тока через головку и шнуров со щупами.

Главное условие перед работой с эл.проводкой - обесточивание дома (квартиры) рубильником.

 

Ссылки на СНиП и ГОСТ

При монтаже и наладке электротехнических устройств следует соблюдать требования СНиП 3.01.01-85, СНиП III-4-80, ПУЭ, ВСН 59-88 "Электрооборудование жилых и общественных зданий".

При использовании естественных заземлителей для заземления эл.установок руководствуются ГОСТ 12.1.030 "Защитное заземление, зануление" и ГОСТ 12.2.007.0-75 "Изделия электрические".