Розмовляючи про електробезпеку поняття «заземлення» і «занулення» часто використовують як взаємозамінні. Насправді це різні технічні рішення, хоча кінцева мета в них спільна — зменшити можливе ураження людини електричним струмом та забезпечити правильну роботу захисних пристроїв.

Різниця полягає насамперед у тому, до чого приєднуються відкриті провідні частини електрообладнання і яким чином забезпечується автоматичне відключення живлення у разі пошкодження ізоляції.

Для правильного розуміння варто розглянути обидва поняття окремо.

Що таке заземлення

Заземлення — це навмисне електричне з'єднання певної точки електричної системи, установки або обладнання із землею через систему заземлення.

Фізично така система може включати:

  • заземлювачі, розміщені в ґрунті;

  • горизонтальні провідники;

  • з'єднувальні елементи;

  • заземлювальні провідники;

  • головну заземлювальну шину;

  • систему зрівнювання потенціалів.

Наприклад, металевий корпус електрообладнання за нормального режиму роботи не повинен перебувати під небезпечною напругою. Але внаслідок пошкодження ізоляції фазний провідник може опинитися в контакті з корпусом.

Правильно організований захист забезпечує шлях струму пошкодження та умови для автоматичного відключення живлення відповідним захисним апаратом.

Водночас важливо розуміти: заземлювач — лише один із елементів системи захисту. Сам по собі факт наявності металевого стрижня в землі ще не означає, що електроустановка автоматично стала безпечною.

Що таке занулення

Термін «занулення» історично широко застосовувався в електротехнічній практиці.

У спрощеному розумінні зануленням називають навмисне приєднання відкритих провідних частин електрообладнання до заземленої нейтралі джерела живлення через відповідний захисний провідник або PEN-провідник — залежно від конкретної системи мережі.

При пошкодженні ізоляції та потраплянні фази на металевий корпус виникає струм пошкодження по спеціально передбаченому контуру.

Його величина повинна забезпечити роботу захисту та автоматичне відключення пошкодженої ділянки за нормативно допустимий час.

Тому сенс занулення полягає не просто в тому, щоб «під'єднати корпус до нуля», як це іноді пояснюють у побуті.

Йдеться про частину системи захисту від ураження електричним струмом, параметри якої повинні бути узгоджені із системою живлення та захисними апаратами.

Головна різниця між зануленням і заземленням

У дуже спрощеному вигляді різницю можна представити так:

Заземлення Занулення
Передбачає електричний зв'язок із землею Пов'язане із заземленою нейтраллю джерела живлення
Використовує систему заземлення Характерне насамперед для мереж системи TN
Заземлювач є фізичною частиною системи Ключове значення має правильно організований контур струму пошкодження
Має різні функції: захисні, функціональні, блискавкозахисні тощо Передусім пов'язане із захистом при пошкодженні ізоляції
Застосовується в різних системах електроустановок Не є універсальним рішенням для будь-якої системи

 

Саме тому питання «що краще — занулення чи заземлення?» технічно поставлене не зовсім правильно.

Спочатку потрібно знати, яка система заземлення застосовується в електроустановці: TN-S, TN-C, TN-C-S, TT або IT, а вже потім визначати необхідні захисні заходи.

Чому не можна просто з'єднати PE і N

Одна з найпоширеніших помилок — самовільне встановлення перемички між робочим нейтральним провідником N та захисним провідником PE.

Логіка здається простою: якщо нейтраль заземлена, то чому б не використати її як захисний провідник?

Проблема в тому, що N і PE після передбаченої проєктом точки розділення виконують різні функції.

N є робочим провідником і в нормальному режимі може проводити струм навантаження.

PE — захисний провідник.

Їх довільне повторне об'єднання може створювати небезпечні струми по захисних провідниках і металевих конструкціях, порушувати роботу ПЗВ/УЗО та змінювати передбачену проєктом систему захисту.

Особливо небезпечними можуть бути помилки з PEN-провідником у старих мережах.

А що відбувається при обриві PEN?

Це одна з причин, чому до поняття «занулення» не варто ставитися як до простого з'єднання корпусу з нулем.

У системах, де використовується PEN-провідник, він одночасно виконує функції захисного і нейтрального провідника.

Пошкодження або обрив PEN за певних умов може призвести до появи небезпечного потенціалу на відкритих провідних частинах обладнання.

Саме тому сучасне проєктування електроустановок передбачає чіткі вимоги до PEN, місця його розділення, PE і N, повторного заземлення та зрівнювання потенціалів.

Чи достатньо просто зробити заземлення?

Ні.

Наприклад, можна змонтувати якісний заземлювач із дуже низьким опором, але неправильно виконати:

  • систему зрівнювання потенціалів;

  • PE-провідники;

  • захист від надструму;

  • ПЗВ/УЗО;

  • з'єднання заземлювальних провідників;

  • вибір перерізів;

  • захист від перенапруг.

І вся система в результаті не забезпечуватиме очікуваного рівня безпеки.

Правильний підхід — розглядати заземлення не як окремий виріб у ґрунті, а як частину електроустановки.

Яким має бути опір заземлення

Ще одне поширене спрощення:

«Правильне заземлення — це 4 Ом».

Універсального значення 4 Ом для всіх електроустановок не існує.

Необхідні параметри залежать від системи електропостачання, призначення установки, напруги, захисних пристроїв, умов автоматичного відключення та інших факторів.

Тому спочатку визначають вимоги до конкретної електроустановки, а вже після цього проєктують заземлювач.

З чого фактично складається система заземлення

На практиці заземлювальний пристрій може бути значно складнішим, ніж один вертикальний електрод.

Для його створення застосовують:

вертикальні стрижні заземлення, оцинковану або оміднену сталь, сталеву оцинковану смугу, круглі провідники, з'єднувачі, затискачі та ревізійні елементи.

І саме тут особливо важливою стає довговічність матеріалів та з'єднань.

Підземний заземлювач повинен працювати не один рік. Він постійно контактує з ґрунтом, вологою та хімічно активним середовищем.

Тому корозійна стійкість заземлювачів і з'єднувальних елементів є не просто питанням зовнішнього вигляду — вона безпосередньо впливає на довгострокову надійність системи.

 

В ENEL Ukraine тема заземлення — це не лише теоретичні розрахунки. Ми щодня стикаємося з нею саме як виробник компонентів систем заземлення та блискавкозахисту.

На виробництві виготовляються стрижні заземлення, провідники, з'єднувальні елементи, затискачі та інші комплектуючі, які використовуються для побудови заземлювальних пристроїв різного призначення.

Тому при розробці продукції важливими є не тільки геометричні розміри виробу, а й значно практичніші питання:

якість захисного покриття, корозійна стійкість, електрична та механічна надійність з'єднання, можливість контролю та ревізії, зручність монтажу та відповідність призначенню конкретного елемента.

Завдання виробника — забезпечити якісні компоненти. Але кінцеві параметри системи визначаються проєктом, умовами конкретного об'єкта та правильністю монтажу.

Саме тому ми вважаємо неправильним підхід, коли система заземлення зводиться лише до питання: «Скільки стрижнів потрібно забити в землю?»

Заземлення та блискавкозахист — ще одна важлива відмінність

Не слід автоматично ототожнювати захисне заземлення електроустановки із заземленням системи блискавкозахисту.

При ударі блискавки через систему проходить імпульсний струм із зовсім іншими параметрами, ніж струми промислової частоти при звичайному пошкодженні електроустановки.

Тому при проєктуванні блискавкозахисту враховують не тільки опір заземлювача, а й:

  • геометрію системи;

  • довжину та розташування провідників;

  • зрівнювання потенціалів;

  • небезпеку іскріння;

  • імпульсні процеси;

  • захист від перенапруг.

Для таких систем застосовуються вимоги серії IEC/EN 62305, а компоненти LPS та відповідні вимоги до них розглядаються, зокрема, серією IEC/EN 62561.

Отже, що краще: занулення чи заземлення?

Правильна відповідь:

це не два взаємозамінні способи, між якими власник будинку або підприємства просто обирає кращий.

Спосіб захисту визначається типом електричної мережі та проєктом електроустановки.

У сучасному розумінні електробезпеки важлива вся система:

заземлення → PE/PEN → зрівнювання потенціалів → автоматичне відключення живлення → захист від перенапруг → правильний монтаж.

А для об'єктів із зовнішньою системою блискавкозахисту до цього додається ще один важливий рівень — правильна координація заземлення електроустановки та блискавкозахисту.

Саме системний підхід, а не окремий «стрижень у землі» або «провід на нуль», створює справді надійний захист.