Отличие заземления от зануления: отличие в схеме и их назначения, зачем нужно

Рабочее зануление. Отличие заземления от зануления

Чем отличается заземление от зануления? Специалисты разобрались с этим вопросом. Все это — защитные меры от пиковых токов. Предусматривают работу по недопущению поражения электричеством человека и бытовых приборов. Названия разные, но все это — системы защиты.

Чтобы понять, в чем разница между заземлением и занулением, нужно знать назначение и принцип работы электрических устройств.

Принцип действия

Заземляющий контур электрической цепи – система проводов, соединяющая каждого потребителя, в обслуживаемой цепи, со специальным заземляющим контуром здания. При пробое на корпус прибора или утечке тока с поврежденной проводки, ток проходит по проводам к заземлителю.

Сопротивление заземления, как правило, выполняется меньше, чем сопротивление всей цепи. Поэтому ток течет по «легкому» пути и отводится с корпусов оборудования.

Занулением называется выполнение электрического соединения токопроводящих корпусов приборов с глухозаземленной нейтралью. При возникновении пиковых значений тока, его потенциал отводится, с помощью шины зануления, в специальную щитовую или на трансформаторную будку. Главное его назначение – в случаях пробоев и утечек напряжения на корпус оборудования, вызывается короткое замыкание, сгорают предохранители или срабатывают автоматические размыкатели цепи.

Это и есть главное отличие заземления от зануления. Заземляющий контур принимает на себя токи КЗ, зануление вызывает срабатывание предохранительных устройств.

Разберем подробнее работу систем защиты от воздействия электрического тока.

Особенности заземляющего устройства

Основной целью заземляющего контура является понижение потенциала при пробое на корпус и коротком замыкании, до безопасного значения. При этом, на корпусе оборудования понижается напряжение и сила тока, до безопасного уровня. На производстве заземляют корпуса электрооборудования, зданий и помещений от воздействия атмосферных токов.

При монтаже контура, в сети трехфазного тока не более 1000 В, применяют изолированную нейтраль. При больших уровнях напряжения сети, монтируется система с разными режимами нейтрали.

– это целая система, включающая в себя:

• заземлитель;
• заземляющие горизонтальные проводники;
• подводящие провода.

Заземлитель подразделяют на искусственный и естественный.

При возможности следует использовать естественный заземлитель:

• подземные трубопроводы водоснабжения. Но в этом случае, необходимо оборудовать трубопровод защитой от блуждающих токов;
• подключаются на металлоконструкции цехов и помещений;
• стальная или медная оплетка кабеля;
• трубопроводы в скважине.

По нормам ПУЭ запрещено подключать заземляющий контур на трубы отопления и с пожароопасными материалами.

При искусственном оснащении, заземляемое оборудование предохраняется путем изготовления контура в виде равностороннего треугольника из металлических штырей или уголков. Для щелочной и кислой почвы, рекомендуется использовать медный, оцинкованный заземлитель. Для изготовления контура в виде треугольника, необходимо углубиться в землю на 70 см.

Нельзя устанавливать групповые заземлители в пробуренные отверстия. Их необходимо забить в месте разметки, на глубину, не менее 2-х метров. Затем, соединяют заземлители в единую конструкцию с помощью отрезков стальной полосы.

Корпуса каждого прибора должны обязательно подключаться к системе защиты. При этом, нельзя подключать несколько потребителей последовательно, каждое устройство обязано обустраиваться линией подключения.

Теперь о главном – значение уровня сопротивления контура. В него суммируется сопротивления каждого прибора цепи и его проводов. При расчете сопротивления контура, следует учитывать уровень значения грунта, размеры и глубину забивания заземлителей. Необходимо учитывать температурные особенности региона обустройства контура.

Помните – при жаркой погоде, место установки следует заливать водой, почва при высыхании меняет уровень сопротивления.

При обслуживании сетей до 1000. В и мощности оборудования свыше 100 кВА – сопротивление контура не более 10 Ом. В бытовых сетях оптимальным значением будет 4 Ома. Напряжение при прикосновении должно быть меньше 40 В. Сети свыше 1000 В защищаются устройством с сопротивлением не более 1 Ома.

Это некоторые особенности и принцип действия заземления. Более подробно, вы можете ознакомиться в статьях по этой теме на сайте.

Особенности и принцип действия зануления

Назначение зануления — метод защитного устройства позволяет провести подключение корпусов оборудования и других деталей из металлов с нейтралью (нулевой защитный проводник). В условиях с заземленным защитным проводником и напряжением в сети не более 1000 В, используется схема зануления.

При пробое фазного тока на корпусе электроприборов и оборудовании происходит КЗ фазы. При этом, срабатывают автоматы защитного отключения тока и цепь размыкается. Этим и отличаются две защитные системы.

К приборам зануления относят:

• плавкий предохранитель;
• автомат отключения тока;
• встроенные в пускатели, тепловые реле;
• контактор с тепловой защитой.

Возникла ситуация пробоя фазного напряжения. При этом от корпуса электроустановки ток проходит по нейтрали на обмотку трансформатора. Затем, от него по фазе — на предохранитель. Плавкие предохранители сгорают от пиковых значений тока, в электрическую цепь прекращается подача напряжения.

При этом, ноль беспрепятственно проводит ток, позволяя сработать защите. Его прокладывают в безопасном месте, запрещается оснащать его дополнительными выключателями и другими устройствами. Значение уровня проводимости провода фазы должно быть наполовину больше нулевого проводника. Как правило, в этом случае используют стальные пластины, оболочки кабеля и другие материалы.

Зануляющие проводники проверяют на исправность при сдаче работ по подключению и проводке электроэнергии в здании, а также, через определенное количество времени, при пользовании электрической схемой. Не менее одного раза в период 5 — летнего срока, производятся замеры значений сопротивления всей цепи фазного и нулевого проводника на корпусах самого дальнего оборудования от щита электропроводки, а также самого мощного оборудования в помещении.

Защитное зануление, в некоторых случаях, может выполнять работу защитного отключения . При этом, отличаются эти 2-е защитных системы тем, что в случае защитного отключения цепи, его можно использовать в любых условиях, при различных режимах заземляющего проводника, показателей напряжения цепи. В таких сетях можно обойтись и без провода нулевого подключения.

Расчет зануления необходимо производить с учетом всех условий работы и принципа его действия.

Защитное отключение выполняют с использованием защитной системы, которая отключает электрооборудование автоматически. При возникновении аварийных ситуаций и угроз поражения и нанесения электротравм человеку, к таким ситуациям можно отнести:

• короткое замыкание фазного провода на корпус;
• повреждение изоляции электрической проводки;
• неисправности на заземляющем контуре;
• нарушения целостности зануляющих проводников.

Эта защитная система нередко используется при невозможности провести защитные системы заземления и зануления. Но на ответственных участках, возможна установка защитного отключения и как дополнительный контур защиты человека и оборудования от поражения токами утечки и короткого замыкания.

При этом, их подразделяют, в зависимости от величины тока на входе и изменений реакции защитных устройств, на несколько схем:

• наличия напряжения на корпусе оборудования;
• силу тока при замыкании на провод земли;
• напряжения или силу тока в нулевом проводнике;
• уровня напряжения на фазе относительно значения на проводе земли;
• устройства для постоянного или переменного тока;
• устройства комбинированные.

Все системы защиты и отключения подачи тока в сеть оснащаются автоматическими выключателями. В их конструкции предусмотрена установка специального оборудования защитного отключения. При этом, период времени для отключения сети не должен превышать 2-е десятые секунды.

В заключение разберем вопрос, который может задать начинающий электрик.

Взаимозаменяемость защитных систем

Можно ли установить зануление вместо заземления? На этот вопрос любой специалист ответит «да», но только в промышленном здании.

В жилом помещении применять такую схему защиты следует в очень редких случаях, и только в нежилых помещениях. Это обусловлено, в первую очередь, с неравномерной нагрузкой на провод фазы и нейтрали. При работе, на провода каждой фазы поступает одинаковая нагрузка, но по нейтрали общей цепи проходит достаточно малый ток. Каждому известно, что нельзя касаться фазы, но можно выполнять работу с нолем под нагрузкой.

При этом, сечение нулевого провода меньше провода фазы. При долгом использовании он окисляется на скрутках, нарушается слой изоляции при нагреве, в худшем случае он просто отгорит. При этом, напряжение фазы подходит к щитовой, затем, через провод ноля идет к потребителю. Корпуса приборов находятся под напряжением, повышается возможность поражения человека током.

Как советуют некоторые умельцы в Интернете, можно подвести к каждому бытовому прибору провода системы зануления, но это повлечет за собой значительные траты на проводку и последующий ремонт. Поэтому занулять источники в жилых помещениях нельзя.

Лучше в электрощите установить устройство защитного отключения и спокойно пользоваться бытовыми приборами. Каждое защитное устройство выполняет свое предназначение, при правильном расчете, монтаже и его использовании.

Заземление и зануление: в чём разница Любая электрическая система построена на трёхфазной сети переменного тока или является её частью. Не углубляясь в теорию слишком сильно, напомним базовые определения работы любой трёхфазной системы. Между любыми двумя взятыми фазами 50 раз в секунду возникает напряжение 380 В. Конкретно в этот момент времени один из проводников превращается в землю — источник свободных электронов, а другой проводник эти электроны принимает. Такое же явления возникает и в двух других парах фаз, но разница во времени между тем, как фазы «переключаются», составляет примерно треть от периода колебания в одной из них. Такая схема работы обязана своим появлением наиболее популярному типу электрических машин. Если расположить фазы по окружности в нужном порядке, то возникновение тока в них так же следовало бы по кругу и было бы способно толкать круглый сердечник двигателя. В самом простом варианте электрических соединений все три фазы должны быть соединены в одной точке, при этом в конкретный момент времени в пике мощности будут находиться только две из них. Основная проблема в том, что сопротивление рабочих элементов (обмоток двигателя или нагревательных спиралей), включённых в каждую из фаз, не могут быть абсолютно равными. Поэтому ток в каждой из трёх цепей всегда будет разным, и это явление нужно каким-то образом компенсировать. Поэтому точку схождения всех трёх фаз присоединяют к земле, чтобы уводить в неё остаточный электрический потенциал. Как работает заземляющий контур Любой подъезд многоэтажного дома можно смоделировать по той же схеме. Но квартиры, распределенные по трём имеющимся фазам, потребляют электричество как попало, при чём это потребление постоянно меняется. Конечно, в среднем в точке подключения домового кабеля в распределительном пункте (РП) разница в токах на фазах составляет не более 5% от номинальной нагрузки. Однако в редких случаях это отклонение может быть выше 20%, и такое явление сулит серьёзные проблемы. Если на мгновение представить, что электрический стояк, а точнее, его рамная часть, на которую прикручены все нулевые провода, оказался изолированным от земли, столь высокая разница между потреблением квартир на разных фазах выливается в следующую закономерность: На наиболее нагруженной фазе происходит падение напряжения соразмерно нагрузке. На оставшихся фазах это напряжение, соответственно, возрастает. Нулевой провод, соединённый с контуром заземления, служит запасным источником электронов как раз на такой случай. Он помогает устранить асимметрию нагрузок и избежать появления перенапряжений на смежных ветках трёхфазной цепи. Отличие заземления от зануления Если во время работы отдельно взятой пары фаз нагрузка на них не будет одинаковой, в точке схождения непременно возникнет положительный электрический потенциал. То есть, если при обрыве заземляющего контура человек возьмётся за корпус подъездного щитка, его ударит током, и сила этого удара будет зависеть от степени асимметрии нагрузок. Большинство электрических машин сконструированы таким образом, чтобы нагрузки распределялись по всем трём фазам равномерно, ведь иначе одни проводники будут нагреваться и изнашиваться быстрее других. Поэтому точку соединения фаз в некоторых устройствах выводят в отдельный четвёртый контакт, к которому подсоединяется нулевой проводник. И вот здесь вопрос: где взять этот самый нулевой проводник? Если вы обратите внимание на столбы высоковольтных ЛЭП, на них присутствует только три провода, то есть три фазы. И для транспортировки электроэнергии этого вполне достаточно, ведь все трансформаторы на понижающих подстанциях имеют симметричную нагрузку на обмотках и заземляются каждый независимо от других. А появляется этот четвёртый проводник на самых последних трансформаторных подстанциях (ТП) в цепочке преобразований, там, где 6 или 10 кВ превращаются в привычные нам 220/380 В, и возникает неиллюзорная вероятность асинхронной нагрузки. В этом месте начала трёх обмоток трансформатора соединяются и подключаются к общей системе заземления и от этой точки берёт своё начало четвёртый, нулевой провод. И теперь мы понимаем, что заземление — это система стержней, погруженных в грунт, а зануление — это вынужденное присоединение средней точки к заземлению для устранения опасного потенциала и асимметрии. Соответственно, нулевой проводник — подсоединённый к точке зануления или ближе, а провод защитного заземления — подключённый непосредственно к самому заземляющему контуру. Вы замечали, что нулевой провод в трёхфазном кабеле имеет меньшее сечение, чем остальные? Это вполне объяснимо, ведь на него ложится не вся нагрузка, а только разница токов между фазами. Хотя бы один контур заземления в сети должен быть, и обычно он находится рядом с источником тока: трансформатор на подстанции. Здесь система требует обязательного зануления, но при этом нулевой проводник перестаёт быть защитным: что бывает, если в ТП «отгорел ноль», знакомо многим. По этой причине заземляющих контуров по всей протяжённости ЛЭП может быть несколько, и обычно так оно и есть. Конечно, повторное зануление, в отличие от заземления, вовсе не обязательно, но зачастую крайне полезно. По тому, в каком месте выполняется общее и повторные зануления трехфазной сети, различают несколько типов систем. В системах под названием I-T или T-T защитный проводник всегда берётся независимо от источника, для этого у потребителя устраивается собственный контур. Даже если источник имеет свою точку заземления, к которой подключен нулевой проводник, защитной функции последний не имеет, и с защитным контуром потребителя никак не контактирует. Подключения заземления в распределительном щитке Системы без заземления на стороне потребителя более распространены. В них защитный проводник передаётся от источника потребителю, в том числе и посредством нулевого провода. Обозначаются такие схемы приставкой TN и одним из трёх постфиксов: TN-C: защитный и нулевой проводник совмещены, все заземляющие контакты на розетках подключаются к нулевому проводу. TN-S: защитный и нулевой проводник нигде не контактируют, но могут подключаться к одному и тому же контуру. TN-C-S: защитный проводник следует от самого источника тока, но там всё равно соединяется с нулевым проводом. Ключевые моменты электромонтажа Итак, чем вся эта информация может быть полезна на практике? Схемы с собственным заземлением потребителя, естественно, предпочтительны, но иногда их технически невозможно реализовать, например, в квартирах высоток или на скальном грунте. Вы должны знать, что при совмещении нулевого и защитного проводника в одном проводе (называемом PEN) безопасность людей не ставится в приоритет, а потому оборудование, с которым контактируют люди, должно иметь дифференциальную защиту. И здесь начинающие монтажники допускают целый ворох ошибок, неправильно определяя тип системы заземления/зануления и, соответственно, неверно подключают УЗО. В системах с совмещённым проводником УЗО может устанавливаться в любой точке, но обязательно после места совмещения. Эта ошибка часто возникает в работе с системами TN-C и TN-C-S, а особенно часто, если в таких системах нулевой и защитный проводники не имеют соответствующей маркировки. Поэтому никогда не используйте жёлто-зелёные провода там, где в этом нет необходимости. Всегда заземляйте металлические шкафы и корпуса оборудования, но только не совмещённым PEN-проводником, на котором при обрыве нуля возникает опасный потенциал, а защитным проводом PE, который подключается к собственному контуру. Кстати, при наличии собственного контура на него выполнять незащищённое зануление очень и очень не рекомендуется, если только это не контур вашей собственной подстанции или генератора. Дело в том, что при обрыве нуля вся разница асинхронной нагрузки в общегородской сети (а это может быть несколько сотен ампер) проследует в землю через ваш контур, раскаляя соединяющий провод до бела.

Наверняка каждый электрик-новичок слышал о таком способе защиты от поражения током, как заземлении электроприборов. Монтаж трехпроводной электросети является обязательным моментом при строительстве современного дома. Но что делать, если Вы живете в старой квартире, в которой при строительстве еще не применялась такая система защиты? В этом случае нужно сделать так называемое зануление электропроводки. О том, что собой представляют обе системы и в чем разница зануления и заземления, читайте далее!

Основные отличия

Как первая, так и вторая система защиты выполняет одну и ту же функцию – защита человека от поражения электричеством при прикосновении к оголенному проводу либо электроприбору, на котором происходит . Разница лишь в том, что зануление провоцирует моментальное отключение электроэнергии при опасном контакте человека и провода, а заземление мгновенно отводит опасное напряжение на землю. Это и есть их общее отличие друг от друга, если говорить в двух словах.

Если рассматривать вопрос более подробно, то нужно остановиться на том, какой принцип действия у каждого варианта защиты, на основании чего сразу же будет видна разница альтернативных вариантов. Заземление работает следующим образом: к корпусу опасных электроприборов и подключается заземляющий провод, который идет на соответствующую шину в распределительном щитке. Оттуда общий земляной провод выходит к главному заземляющему контуру – металлической конструкции, вкопанной в землю рядом с домом (как показано на фото). Если произойдет пробой тока на корпус прибора либо контакт с оголенной токоведущей жилой, опасность минует человека.

Что касается зануления, оно собой представляет соединение корпуса электроприбора с нейтральным проводом сети – нулем. В результате образуется замкнутый контур, как показано на схеме ниже. При возникновении опасной ситуации произойдет и автоматические выключатели на вводном щитке моментально отключат электроэнергию.

Наглядно увидеть разницу между занулением и заземлением Вы можете на данной схеме:

Надеемся, теперь Вам стало понятно, чем отличаются обе защитные системы и что не менее важно – как они работают. Рекомендуем также просмотреть разницу между ними на наглядном видео примере:

Отличие альтернативных вариантов

Каждого человека интересует вопрос безопасности в его собственном доме. Особенно когда речь касается обычных электроприборов. Маленькой поломки или небольшого замыкания достаточно, чтобы они превратились в смертельно опасные предметы.

Особую опасность в доме представляют такие приборы, как бойлер и стиральная машина. Дело в том, что они постоянно контактируют с водой. А она, как известно, лучше всего передаёт электрический ток. При наихудшем развитии ситуации вам даже не нужно будет касаться корпуса, достаточно ступить в лужу воды.

Последствия от удара тока более чем серьёзные вплоть до остановки сердца. Именно поэтому нужно сделать всё возможное, чтобы каждый бытовой прибор в доме был безопасным. Сейчас есть два основных метода защиты: зануление и заземление. Чем они отличаются друг от друга, и в каких случаях стоит применять первый метод, а в каких второй, разберёмся ниже.

Средства защиты

В некоторых случаях пробки и другие защитные устройства не срабатывают при возникшей неисправности. Результатом подобного становится нарушение изоляции. В результате металлические элементы корпуса становятся отличными проводниками, неся огромную опасность.

К счастью, есть зануление и заземление. И та и другая методики позволяют защитить организм человека от поражения электричеством. Тем не менее техническая реализация данных методов защиты электрических приборов серьёзно отличается.

Некоторые части электрических приборов согласно особенностям установки находятся под напряжением. В таком случае производители используют специальные кожухи. Возможны и другие меры защиты, такие как барьеры и сетчатые заграждения. Тем не менее без заземления и зануления обойтись не получится. Они представляют собой крайнюю границу защиты, и чтобы понять, где что нужно применять, необходимо знать, чем они отличаются.

Заземление

Чтобы понять, чем отличается заземление от зануления, начнём с первого. Данная система защиты от поражения электричеством устанавливает цепь между прибором и землёй. Результат действия подобной схемы более чем действенный — напряжение с металлических элементов уходит в землю при случайном прорыве изоляции. Вы можете совершенно спокойно прикасаться к технике, не боясь себе навредить.

Важно ! Главное, чем отличается заземление, от весьма похожего на слух зануления — это работа в сетях, где изолирована нейтраль.

После того как вы сделаете заземление. Ток будет уходить по проводнику в землю, не создавая какой-либо опасности для человека. Этим, собственно, и отличается данный метод защиты от зануления.

Заземляющая часть должна иметь минимальный показатель сопротивления. Это необходимо для того, чтобы ток без каких-либо препятствий входил в землю. Это ещё один важный фактор, которым отличается заземление.

Заземление также отличается от зануления тем, что значительно увеличивает аварийный ток, который подаётся при возникновении замыкания. Показатель сопротивления имеет потому малое значение, что в противном случае в аварийной ситуации напряжение будет слишком мало для активации защитного контура. Поэтому устройство может остаться под напряжением.

В заземлении есть два основных элемента — это заземлитель и проводник. Именно они вместе образуют новое устройство. Данный агрегат соединяет бытовые приборы с землёй, делая их безопасными для использования. Принцип работы зануления существенно отличается. Поэтому схема с занулением используется в новых сетях.

В процессе развития средств защиты от спонтанных ударов электричеством заземление поделились на два вида: для отвода импульсного тока и для защиты от грозы. Уникальная конструкция позволяет добиться двух целей в зависимости от изменения некоторых элементов конструкции.

В первом случае проводники поддерживают нормальную работу бытовых приборов даже в аварийных ситуациях. Во втором предотвращают возможное нанесение урона живым организмам. Подобная ситуация возникает в тех случаях, когда нарушается изоляция фазного провода. Так как он выходит на металлический корпус последствия более чем серьёзные.

Мало кто знает, но заземление также может быть и природным, проще говоря, естественным. Металлические конструкции и трубопроводы при выполнении определённых условий могут служить отличным заземлением.

Важно ! В качестве естественного заземления запрещается использовать трубы, по которым транспортируется газ или другие горючие вещества.

Классификация

Как было сказано выше, в процессе постоянного развития технологий, учёными было выделено множество уникальных схем заземления. В результате существуют такие подгруппы:

В них используются разные схемы соединения, мало того, количество проводников значительно отличается. Сама аббревиатура может много рассказать об устройстве. Первая буква говорит об источнике питания.

• T — нейтраль, ведущая к земле.
• I — полностью изолированные проводники.

Вторая буква указывает на метод заземления токопроводящих частей.

• N — прямая связь с точкой.
• T — связь с землёй.

В двух приведённых выше схемах вы можете увидеть ещё несколько букв, стоящих через чёрточку. Буква C указывает на наличие всего одного проводника. S — о диаметрально противоположном.

Зануление

Теперь рассмотрим, что такое зануление, и чем оно отличается от обычного заземления. Если говорить о чисто конструкционной составляющей, то данная система защиты от удара электрического тока представляет собой комбинацию металлических частей.

Каждый из элементов конструкции имеет нулевое напряжение. Возможен вариант и с использованием нейтрали. Но она должна иметь трёхфазный источник. Второй вариант включает в себя заземлённый вывод генератора. Причём последний должен иметь одну фазу.

Зануление работает следующим образом. Как только нарушается изоляция, происходит короткое замыкание. В результате срабатывает автоматический выключатель. Конечно, здесь многое зависит от самой системы. К примеру, в некоторых просто перегорают предохранители. В любом случае эффект — это безопасность людей, прикасающихся к устройствам.

Обычно зануление применяется в оборудование, в котором нейтраль наглухо заземлена. В принципе, этим данная система отличается от заземления. Особенность схемы зануления заключается в том, что при подключении УЗО происходит срабатывание всей системы. Подобный казус образуется из-за разности сил тока.

Ещё зануление от заземления отличается тем, что при установке УЗО и автоматического выключателя в нестандартной ситуации могут сработать два этих элемента. Также возможно задействование третьего устройства, обладающего более высоким быстродействием.

Особенности зануления

Зануление отличается тем от заземления, что при коротком замыкании ток должен обязательно достичь показателя, при котором предохранитель расплавится. Конечно, есть ещё альтернатива в виде выключателя.

Важно ! Если выключатель не сработает или предохранители не расплавятся, под электрическим напряжением окажутся все корпуса устройства, подключенные к защитной схеме.

Чтобы подобного не произошло вам всегда нужно следить за нулевым проводом. От его состояния зависит безопасность всей системы. Чтобы не допустить ток на все объекты зануления необходимо воздержаться от прерывания нулевого провода какими-либо выключателями или предохранителями. Кстати, подобное требование ничем не отличается и для заземления.

Ключевые различия

Мы рассмотрели основные характеристики заземления и зануления, теперь давайте просуммируем, чем они отличаются друг от друга:

1. Заземление отличается большей эффективностью.
2. Заземление отличается тем, что обеспечивает безопасность за счёт снижения мощности тока.
3. Зануление отличается тем, что защита электроприборов осуществляется благодаря отключению повреждённого участка.
4. Зануление отличается сложностью в установке. Установить заземление под силу каждому.

Как видите, отличия между занулением и заземлениям довольно весомые.

Итоги

Зануление и заземление — это две принципиально разные системы защиты от удара электрическим током. Отдельно нужно отметить, что первую систему используют в домах с новой проводкой, а вторую в старых постройках.

Если же говорить о преимуществах, то заземление считается куда более надёжным способом защиты. Но установка именно такой схемы возможна далеко не во всех электрических сетях.

В этой статье вы найдете отличия зануления от заземления. Наверное, каждый человек слышал о таком способе защиты, как заземление электроприборов. При строительстве современного дома монтаж трехпроводной сети считается обязательным. Многие могут подумать, что делать, если в квартире установлена старая проводка.

В этом случае вам потребуется выполнить зануление электропроводки. В этой статье вы узнаете, в чем разница зануления и заземления.

Обе системы предназначаются для выполнения одинаковых функций. Они защищают человека от поражения электрическим током. Разница заключается в том, что зануление провоцирует моментальное отключение электроэнергии при опасном контакте человека с проводом. Заземление будет мгновенно отводить электрический ток в землю. Для вам потребуется заземление. Это и есть отличия зануления от заземления.

Если более подробно рассмотреть этот вопрос, тогда необходимо изучить какой принцип действия у каждого варианта защиты. На основании этого вы легко можете выделить разницу альтернативных вариантов. Заземление работает следующим образом: к корпусу электроприборов подключают специальный провод, который ведет на соответствующую шину. Оттуда заземляющий провод должен выходить к главному заземляющему контуру, который находится рядом с домом. Увидеть контур заземления можно на фото ниже. Если в доме произойдет сбой электроприбора, тогда опасность сможет миновать человека.

Система зануления представляет собой соединение корпуса электроприбора с нейтральным проводом сети. В результате этого образуется замкнутый контур, как показано на схеме ниже. может иметь подобный контур заземления. При возникновении опасной ситуации произойдет короткое замыкание, и автоматические выключатели на вводном щитке смогут отключить электроэнергию.

Наглядно увидеть разницу между занулением и заземлением вы сможете на схеме ниже:

Надеемся, что вы теперь поняли основные отличия зануления от заземления. Посмотреть их разницу наглядно можно на видео:

Какая система лучше?

Для того чтобы вы лучше могли понять все основные отличия мы предоставили вашему вниманию отличия в использовании каждой системы. На основании этого материала вы самостоятельно сможете сделать вывод.

• Заземления дома можно сделать своими руками. Для этого вам потребуется только сварочный аппарат. Для того чтобы создать зануление могут потребоваться определенные знания, которые связаны с выбором оптимальной точки для подключения провода к нейтрали.
• Если произойдет обрыв провода в распределительном щитке, тогда система зануления не будет работать. В результате этого вы сможете стать жертвой поражения электрическим током. С системой защитного заземления этого не случиться. Если вы будете выполнять плановый осмотр всех проводов и соединений, тогда подобная ситуация не возникнет.

Как видите, сделать правильное заземление в частном доме достаточно просто. Эта система будет не только долговечной, но и безопасной. Для создания зануления вам потребуется вызов мастера, который самостоятельно выполнить установку. Также вам потребуется проводить регулярный осмотр своей системы. Использовать зануление необходимо только в том случае если вы проживаете в «хрущевке». Надеемся, что теперь вы поняли, в чем разница зануления и заземления. Теперь вы сможете увидеть отличия зануления от заземления на видео.

Заземление и зануление в чем разница между ними?

Основное требование эксплуатации бытовых приборов – безопасность. Особенно это относится к приборам, контактирующими с водой. Даже самый малый дефект в электрической проводке внутри аппаратов становится опасным. Прожог изоляции проводов, пробивка между витками электродвигателей или пробивка изоляции нагревательных элементов, все это становится причинами перехода электрического потенциала на корпусы аппаратов. Соприкасаясь с ними, человек получает удар электрическим током. Поэтому стоит позаботиться о том, чтобы в таких ситуациях бытовой прибор не представлял опасности. Для этого существует два способа: заземление и зануление – в чем разница между ними?

Заземление

Что такое заземление – это контур, который соединят бытовые приборы через розетки с землей. Это самый действенный вариант обезопасить себя от удара тока. Можно спокойно прикасаться к металлическим деталям корпуса, не получив при этом неприятных ощущений.

Самое важное, чтобы заземляющий контур имел минимальный показатель сопротивления. Вот почему его собирают из стальных или медных элементов. Меньшее сопротивление дает возможность через проводник пропустить ток большего значения. А сила тока короткого замыкания зависит от мощности прибора (зависимость прямая) и сопротивления проводника (зависимость обратная). То есть, чем больше мощность и меньше сопротивления, тем большей силы ток может пройти по заземляющему элементу.

Часть контура закапывается в грунт рядом с домом, вторая часть – это проводники, соединяющиеся между собой через распределительный щит. Обе части соединяются на улице методом сварки.

Есть еще одно отличие, которая разделяет между собой защитное заземление и зануление. Это толщина проводников, минимальный размер которых составляет 10 мм² для медного провода или 6-8 мм² для стального. При таких величинах можно не бояться появления в сети тока большой силы, который возникает при замыкании внутри агрегатов большой мощности. К примеру, в бойлере (до 6 кВт) или в стиральной машинке (до 2 кВт).

Схема подключения заземления отличается от схемы зануления. В ней присутствует три провода, которые подводятся к розетке: фаза, ноль и земля. При этом конструкция новых розеток и вилок сделана таким образом, чтобы еще до коммутации фазы и нуля в них первыми подключились контакты заземления. Они же при вынимании вилки из розетки отключаются последними. Это уже обеспечивает безопасность. Теперь перейдем конкретно к рассмотрению вопроса: разница между заземлением и занулением.

Зануление

В электрической разводке, собранной по схеме зануления, также присутствуют три провода. Но контакты земля соединены напрямую с нулевыми контактами в распределительном щите. При этом получается, что заземляющий провод и есть нулевой. В системе TN-C, которая присутствует во всех старых домах, подводка к розеткам состоит из двух проводов: фаза и ноль.

Внимание! При установке современной розетки с контактом земля, многие электрики ставят перемычку между нулевым контактом и заземляющим. Это тоже является занулением и конечно, отличается от заземления. Главное, так делать нельзя!

Все дело в том, что нейтраль трансформатора, проведенная по нулевому проводу до распределительного щита, является заземляющим проводником. Именно от названия нулевого провода и названа зануляющая система. Оптимально, если провод PE будет проведен от розетки прямо к распределительному щиту. Если делать перемычку внутри розетки, то при обрыве нулевого проводника N оборвется и заземляющая сеть. Поэтому использовать эту схему категорически запрещается.

В чем минус этого способа. В распределительном щите на фазный контур устанавливается автомат, который отключается при появлении короткого замыкания. Но все дело в том, что это устройство реагирует на силу тока, которая определяется характеристиками вставки внутри автомата. К примеру, на панели может быть указан показатель – 16 А. То есть, он будет реагировать именно на эту силу тока или большую. Все, что меньше данного значения, легко проскакивает, и автомат на это не реагирует. Он не будет разрывать цепь, к примеру, если сила тока короткого замыкания равна 10 амперам. А это величина, которая может нанести увечья человеку. При включенном автомате на металлическом корпусе бытового прибора образуется большой потенциал напряжения.

Основное отличие

Чем отличается заземление от зануления в чисто защитных действиях? Чему отдать предпочтение: занулению или заземлению?

Оба варианта являются заземляющими. Но в системе зануления используется нулевой проводник, который соединяет распределительный щит в доме с контуром заземления, расположенного на подстанции. По сути, получается так, что нейтраль трансформатора подключается напрямую с землей внутри подстанции. При этом от нее отходит один провод – он же нулевой и заземляющий, поэтому имеет обозначение «PEN». В распределительный щит входят два провода: фаза и ноль PEN. Заземляющий провод (PE), проведенный до розеток, соединяется с нулевым PEN в распределительном щитке. То есть, выходящие из дома ноль (N) и земля (PE) соединяются в один проводник PEN, который тянется до трансформатора.

В системе заземления к заземляющей конструкции в подстанции подводится два проводника: ноль (N) и земля (PE). То есть, до распределительного щита идет три провода: фаза, ноль и земля. Этим же количеством они входят в дом и доводятся до розеток. При такой схеме происходит выравнивание потенциалов напряжения между фазой и заземляющим проводником, когда появляется короткое замыкание.

Если сказать короче, то заземление и зануление отличаются между собой так:

• защита человека от напряжения на металлическом корпусе бытового прибора при зануляющей схеме спасает автомат, который разрывает питающую цепь;
• заземляющая схема – это защита с помощью снижения потенциала напряжения на корпусе прибора, за счет отвода тока в грунт.

И хотя задачи обе системы выполняют одну – защита человека, но обеспечивают они эту защиту по-разному.

Теперь, что касается области применения той или иной защиты. В электроустановках, которые работают от напряжения до 1000 вольт, используются пять заземляющих систем: TN-C, TN-C-S, TN-S, TT, IT. Зануление используется в трех первых. Заземление в двух последних.

То есть, зануление соединяется с нейтралью трансформатора или отдельным проводником, или совмещенным с нулевым. Заземляющая разводка сооружается, как отдельно собранная конструкция рядом с домом, она носит аббревиатуру TT. При этом проводник PE никак не связан с проводником PEN.

Разводка IT – это схема с изолированной нейтралью. То есть, в трансформаторной подстанции нейтраль не соединена с заземляющим контуром. От нее отходит нулевой проводник N, который протягивается до распределительного щита в доме. А вот с заземлением напрямую соединяется заземляющий проводник PE, который соединяет этот контур с распределительным ящиком. В этом случае, как и при системе TT, можно установить заземляющую конструкцию около дома, собрав его своими руками. Что даст возможность не тянуть далеко проводник PE. На сегодняшний день это самый идеальный вариант.

Итак, подводя итог разбора: заземление или зануление, отметим, что первую схему лучше всего использовать в частных домах путем установки заземляющей конструкции, вторую в городских квартирах. Тем более, при строительстве многоквартирного дома раньше использовалась схема TN-C, сегодня TN-C-S.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Заземление и зануление- в чём разница?

20 Ноя 2014 База знаний электрика

Даже опытные электрики иной раз затрудняются ответить на казалось бы простой вопрос: а в чём разница между заземлением и занулением?

Замечательно объяснил суть заземления и зануления Михаил Ванюшин в своём видеокурсе, очень рекомендую всем электрикам к изучению.

Предлагаю все таки определиться что такое заземление, что такое зануление и выяснить что у них общего и что именно отличает эти понятия.

Как говорил товарищ Сталин- “Есть мнение”   что:

Разница в физике защитного действия: заземление призвано снизить напряжение прикосновения до безопасных значений, а зануление должно вызвать срабатывание защиты и, таким образом отключить аварийную установку.
В большинстве случаев мы имеем дело с занулением, которое ошибочно называют заземлением.

Однако есть один нюанс: всё вышенаписанное относится к системам TN-..; если системы TT или IT, то там РЕ-проводник “живёт своей жизнью”.

А так как самая распространённая система заземления у нас является именно TN, то и рассуждать я буду исходя из применения именно систем типа TN.

Если строго говоря то понятие “заземление” согласно правил это только действие, то есть соединение с помощью заземляющего проводника- электродов заземляющего устройства с шиной ГЗШ (РЕ). Тут правильнее говорить наверное “провод заземления” или “защитный нулевой проводник”.

Если мы речь ведем о РЕ-проводнике то понимаем, что у нас где то выполнено разделение PEN на РЕ и N и у нас обязательно есть ну по крайней мере должен быть контур повторного заземления в ВРУ. Там организована ГЗШ (ну или шина РЕ) куда и подключен ноль с вводного кабеля (PEN- проводник).

В этом случае у нас все токопроводящие части заземлены. А может занулены? Или это одно и тоже?

Давайте разберемся что такое понятие “зануление”. Я сейчас по памяти попытаюсь сформулировать это понятие как я его понимаю, если не прав то вы друзья- коллеги электрики меня поправите.

Зануление— это преднамеренное соединение (то есть не аварийное, а мы специально соединяем) всех токопроводящих частей электроустановки с глухозаземленной нейтралью источника питания, то есть трансформатора, причем именно трехфазного трансформатора, так как у однофазного естественно никакой нейтрали нет.

А приходит к нам в ВРУ или щит учета эта нейтраль именно по PEN-проводнику, к которому есть определенные требования.

То есть для зануления нам надо все токопроводящие части нашего дома или квартиры, а это корпуса электроприборов там например стиралки или компа или холодильника- соединить с этим PEN-проводником. Ну если у нас электропроводка трехпроводная, то естественно что мы соединяем желто-зеленым проводом РЕ с PEN-проводом в ЩУ который у нас как мы помним прикручен на ГЗШ или шину РЕ.

Так получается что это одно и то же что заземление что зануление?? В обоих приведенных мною примерах схема получается абсолютно одинаковая!

Значит это как говаривали раньше- “Говорим партия подразумеваем Лениин, говорим Ленин подразумеваем партия” так и у нас тут получается говорим заземление, подразумеваем зануление, говорим зануление— подразумеваем заземление?

Разницы то получается совсем никакой и нет?

Достал тут из своих закромов ПУЭ-6 от 1985 года и что там нарыл по данному вопросу.

п.1.1.32: Безопасность обслуживающего персонала и посторонних лиц должна обеспечиваться путем:
-применения двойной изоляции

-соблюдения соответствующих расстояний до токоведущих частей или путем закрытия, ограждения токоведущих частей

-применения блокировки аппаратов и ограждающих устройств для предотвращения ошибочных операций и доступа к токоведущим частям

—надежного и быстродействующего автоматического отключения частей электрооборудования, случайно оказавшегося под напряжением, и поврежденных участков сети, в том числе защитного отключения

-заземления или занулениякорпусов электрооборудования и элементов электроустановок, которые могут оказаться под напряжением вследствии повреждения изоляции

-применения разделительных трансформаторов

-применения напряжения 42 В и ниже переменного тока частотой 50Гц и 110 В и ниже постоянного тока

-применение предупреждающей сигнализации, надписей и плакатов;

-применения устройств, снижающих напряженность электрических полей;

-использование средств защиты и приспособлений, в том числе для защиты от воздействия электрического поля в электроустановках, в которых его напряженность превышает допустимые нормы.

Важные для нас моменты выделил жирным.

То есть в старых правилах небыло такого понятия как прямое или косвенное прикосновение, а речь велась просто о безопасности людей, в случае ухудшения или повреждения изоляции поврежденный участок должен был обязательно автоматически отключен, а электроустановка должна быть заземлена или занулена.

Переходим к главе 1.7 “Заземление и защитные меры электробезопасности”

Вот определение заземления по ПУЭ-6:

п.1.7.6: Заземлением какой либо части электроустановки или другой установки называется преднамеренное электрическое соединение этой части с заземляющим устройством.
п.1.7.7: Защитным заземлением называется заземление частей электроустановки с целью обеспечения электробезопасности.

Отличие от ПУЭ-7 в том, что в новых правилах добавлено что заземление- это преднамеренное соединение какой либо точки сети, а в остальном осталось по старому.

А сейчас самое важное- определение зануления по ПУЭ-6:

п.1.7.9: Занулением в электроустановках до 1кВ называется преднамеренное соединение частей электроустановки, нормально не находящихся под напряжением, с глухозаземленной нейтралью трансформатора или генератора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с глухозаземленной средней точкой источника в сетях постоянного тока.

Отличие этого определения от определения зануления по новым ПУЭ-7 заключается во первых в том, что в новых правилах зануление названо защитным занулением, а не просто занулением как в ПУЭ-6, а во вторых в новых ПУЭ нет слов “нормально не находящихся под напряжением”.

Больше отличий между старыми и новыми ПУЭ нет! То есть это в принципе осталось как и раньше- все токопроводящие корпуса электроприемникой соединяются с глухозаземленной нейтралью источника тока, например в этажном щите раньше присоединяли к нулевой жиле вводного кабеля.

По ПУЭ-6 не было таких определений как PEN, PE, и N- проводники, а было просто нулевой защитный и нулевой рабочий проводник, а в п.1.7.18 было уточнение что:
“В электроустановках до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью нулевой рабочий проводник может выполнять функции нулевого защитного проводника”

Отличие в определении нулевого защитного проводника между ПУЭ-6 и ПУЭ-7 заключается в том, что по ПУЭ-6 этот проводник соединяет с глухозаземленной нейтралью “зануляемые части” в электроустановках, а в ПУЭ-7 защитный нулевой проводник соединяет с глухозаземленной нейтралью трансформатора “открытые проводящие части электроустановки”.

Вот эти определения:

ПУЭ-6 п.1.7.17: Нулевым защитным проводником в электроустановках до 1кВ называется проводник, соединяющий зануляемые части с глухозаземленной нейтралью трансформатора или генератора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с глухоаземленной средней точкой в источнике постоянного тока.

ПУЭ-7 п.1.7.34: Защитный (РЕ) проводник- проводник, предназначенный для целей электробезопасности.
Защитный заземляющий проводник- защитный проводник, предназначенный для защитного заземления.
Защитный проводник уравнивания потенциалов- защитный проводник, предназначенный для защитного уравнивания потенциалов.
Нулевой защитный проводник- защитный проводник в электроустановках до 1кВ, предназначенный для присоединения открытых проводящих частей к глухозаземленной нейтрали источника питания.

Заслуживает внимание в ПУЭ-6 тот момент, что запрещалось использовать электроустановки без зануления:

п.1.7.39: В электроустановках до 1кВ с глухозаземленной нейтралью или глухозаземленным выводом источника однофазного тока, а так же с глухозаземленной средней точкой в трехпроводных сетях постоянного тока должно быть выполненно зануление.
Применение в таких электроустановках заземления корпусов электроприемников без их зануления не допускается.

Так же по старым правилам разрешалось использовать нулевой рабочий провод для зануления, об этом говорит п.1.7.73:

“В качестве нулевых защитных проводников должны быть в первую очередь использованы нулевые рабочие проводники…”

Однако это не означало что это можно было для переносных электроприемников, об этом четко говорил п. 1.7.82:
“Не допускается использовать в качестве нулевых защитных проводников нулевые рабочие проводники, идущие к переносным электроприемникам однофазного и постоянного тока. Для зануления таких электроприемников должен быть применен отдельный третий проводник, присоединяемый во втычном соединителе ответвительной коробки, в щите, щитке, сборке и т.п. к нулевому рабочему или нулевому защитному проводнику.”

Еще в старых ПУЭ-6 был интересный пункт 1.7.84, согласно которому можно было использовать рабочий нулевой провод осветительной линии для зануления электрооборудования, питающегося от других линий.

То есть можно было тупо найти нулевой провод от светильника и использовать его для зануления корпусов электрооборудования, правда при этом должны были выполняться следующие условия указанные в этом пункте:

“п.1.7.84: Нулевые защитные проводники линий не допускается использовать для зануления электрооборудования, питающегося по другим линиям.
Допускается использовать нулевые рабочие проводники осветительных линий для зануления электрооборудования, питающегося по другим линиям, если все указанные линии питаются от одного трансформатора, проводимость их удовлетворяет требованиям настоящей главы и исключена возможность отсоединения нулевых рабочих проводников во время работы других линий.
В таких случаях не должны применяться выключатели, отключающие нулевые рабочие проводники вместе с фазными”

Если говорить о жилых помещениях, то п.7.1.59 пояснял что должно было зануляться по старым правилам:

“п.7.1.59: В жилых и общественных зданиях должны зануляться металлические корпуса стационарных электрических плит, кипятильников и т.п., а так же переносных бытовых электрических приборов и машин мощностью более 1,3кВт и металлические трубы электропроводок.
Для зануления корпусов стационарных однофазных электрических плит, бытовых кондиционеров воздуха, электрополотенец и т.п., а так же переносных бытовых приборов и машин мощностью более 1,3кВт должен прокладываться от стояка, этажного или квартирного щитка отдельный проводник сечением, равный сечению фазного проводника.
Этот проводник присоединяется к нулевому защитному проводнику питающей сети перед счетчиком (со стороны ввода) и до отключающегося аппарата (при его наличии).”

Однако перемычку с рабочего нуля на заземление для электроплиты и по старым правилам запрещено было делать!- вот этот пункт:

п.7.1.60: Зануление трехфазной электроплиты следует осуществлять самостоятельным проводником, начиная от группового щитка (распределительного пункта). Использование нулевого рабочего проводника для зануления трехфазной электроплиты запрещается.

Итак, сейчас можно сделать некоторые выводы.

1. И заземление и зануление выполняется в целях электробезопасности.
2. Такие понятия как заземление и зануление были как в старых правилах ПУЭ-6 так и в новых ПУЭ-7.
3. Зануление от заземления отличается тем, что при занулении мы соединяем заземляемые части не только с заземляющим устройством, но и с глухозаземленной нейтралью источника тока.

То есть если у нас электропроводка в доме сделана по новым правилам, есть разделение на РЕ и N, то подключая корпус электрообогревателя к шинке РЕ мы таким образом и заземляем и зануляем! Так как в итоге шинка РЕ все равно соединена у нас или в ВРУ или в щите учета с PEN- проводом на вводе в дом. А PEN- проводник в свою очередь соединяется с глухозаземленной нейтралью трансформатора на подстанции.

Вот и получается что это одно и тоже понятие- защитное заземление и защитное зануление.

Говорим- заземление, подразумеваем зануление, говорим зануление, подразумеваем заземление

У некоторых может возникнуть вопрос- ну если это одно и тоже, тогда для чего мы вообще делаем зануление, то есть соединяем заземляемые части с глухозаземленной нейтралью трансформатора?

Отвечаю: это делается для того, что бы при замыкании фазного провода на корпус электроприбора возник ток короткого замыкания и его значение было очень высоким, таким что бы его значения хватило для срабатывания защиты- автоматического выключателя.

Сами представьте- при замыкании фазы источника питания на свою же глухозаземленную нейтраль этот источник замыкается накоротко, то есть сам на себя или что бы было еще понятнее- на минимальное сопротивление нагрузки, а раз нагрузки нет то и ток короткого замыкания стремится практически к бесконечности и ограничивается только активным внутренним сопротивлением самого трансформатора и соединительных проводов.

Поэтому например при нагрузке в 25 ампер ток короткого замыкания в электропроводке может достигнуть и 500 и 1000 ампер, что вполне достаточно для срабатывания автоматического выключателя.

Автомат с характеристикой “С” (самый распространенный) отключается при КЗ с кратностью в 5-10 от номинального тока, то есть например автомат на 25 ампер отключится при от 125 до 250 и выше ампер, а если ток КЗ будет 500 ампер то этот автомат надежно сработает и отключит поврежденный участок, так как этого значения более чем достаточно для срабатывания электромагнитного расцепителя автомата.

А что будет если зануление не делать, а просто соединить с заземляющим устройством, спросите вы. А вот тогда тока короткого замыкания мы можем и не получить и наш защитный автомат просто напросто не отработает и не отключит поврежденный участок что может привести не только к выходу из строй электрооборудования, электропроводки, но и к пожару…

Дело в том, что сопротивление заземляющего устройства очень велико, по крайней мере значительно выше внутренного сопротивления источника тока- трансформатора со всеми присоединенными проводами.

В этом случае при замыкании фазного провода на корпус электроприбора ток будет стекать через заземляющее устройство в землю и при этом значение электрического тока увеличится незначительно (ну если конечно у вас заземлитель не глубоководная скважина с сопротивлением меньше 1 Ома )

Допустим у вас контур повторного заземления сопротивлением в 10 Ом, тогда ток будет протекать:

I=U/R=230:10=23 ампера

Даже автомат на 16 ампер при таком токе отключится далеко не сразу, а может и вовсе не отключиться и это при том что автомат будет совершенно исправный, просто он устроен так, что этого значения тока ему недостаточно для отключения. Согласно ГОСТу автомат должен выдерживать ток 1,42 от номинального в течении часа и не отключаться, а для этого автомата это и получается:

16*1,42=22,72 ампер

Вот и получается что без зануления вроде и повреждение будет (замыкание фазы на корпус) и защитная аппаратура будет исправная, а поврежденный участок автоматически не отключится, что прямо противоречит требованиям ПУЭ-7.

Автор: Технарь (с форума http://ceshka.ru/forum/)

Буду рад вашим комментариям, если есть какие то технические вопросы- то прошу задавать их на форуме, именно там я отвечаю на вопросы- ФОРУМ.

Подписывайтесь на мой канал на Ютубе! 

Свежее видео с канала “Советы электрика”:

Смотрите еще много видео по электрике для дома!

Узнайте первыми о новостях сайта!

Просто заполни форму:

Теги: заземление, зануление, системы заземления

Заземление и зануление – в чем разница?

Даже начинающему электрику известно, что для защиты от удара электрическим током при монтаже электропроводки применяется заземление и зануление. Использование не защищенных таким образом линий электропередач может повлечь за собой серьезные последствия, вплоть до летального исхода.

Разницу между этими понятиями как зануление и заземление рассмотрим в нашей статье. Для начала следует четко уяснить, что хотя эти методы служат одной цели, а именно обеспечению безопасности, между ними существует ряд принципиальных различий.

Чтобы внести окончательную ясность в этот вопрос, рассмотрим оба метода более подробно, чем же отличаются заземление от зануления?

Что такое заземление и для чего она нужна?

Под заземлением подразумевают металлическую конструкцию, предназначенную для снижения степени напряжения до неопасных для человека параметров. Важнейшей особенностью монтажа является установка системы в местах, обеспечивающих надежную изоляцию нейтрального провода.

Помимо этого, наличие заземления позволяет существенно увеличивать аварийный ток. Необходимость повышения этого параметра связана с тем, что при повышенном сопротивлении заземляющего контура, несмотря на критическое состояние электроприборов тока замыкания в некоторых случаях недостаточно для срабатывания защитных механизмов при этом опасность получения электротравмы сохраняется.

Принципиально, заземляющий контур является системой из нескольких проводников, обеспечивающих соединение токопроводящих элементов оборудования с грунтом. По назначению эти системы можно разделить на три основных типа:

1. Рабочий тип разработан для обеспечения работоспособности оборудования, как в обычных условиях, так и в условиях непредвиденных ситуаций;
2. Защитный тип обеспечивает защиту обслуживающего персонала в случае пробоя токоведущих элементов на корпус;
3. Грозозащитный тип обеспечивает отвод в землю атмосферных электрических разрядов.

Помимо этого, различают искусственное и естественное заземление и зануление. Разница в том что искусственное представляет собой специально изготовленную металлическую рамку. К естественным, можно отнести металлические конструкции, изготовленные для других целей и используемые в качестве заземления.

Что значит зануление?

Зануление как по назначению, так и по основным принципам существенно отличается от заземления. Принцип представляет собой подключение защитного провода к металлическим составляющим конструкции, которые не проводят электрический ток. Возможно также присоединение к нулю, используемому источником напряжения либо к другому заземленному проводу.

Главной задачей заземления и зануления является обеспечение своевременного срабатывания специального защитного оборудования. Принципом работы является провоцирование короткого замыкания в случае пробоя изоляции и других неисправностей в работе электрооборудования. Вследствие использования этих систем, возможно срабатывание таких защитных механизмов:

• Автоматический выключатель;
• Система плавких вставок;
• Инновационные системы защиты.

 

В чем разница между занулением и заземлением?

Основное различие состоит в различных методах монтажа. Использование для присоединения нулевого провода обеспечивает эффективное использование этого вида защиты для гарантии безопасности как людей, так и техники. При монтаже зануления следует удостовериться, что возникающего в экстренной ситуации тока хватит для 100% срабатывания защитного оборудования.

В случае же недостаточного тока короткого замыкания возможно появление напряжения на составных частях электроприборов, что приводит не только к выходу из строя оборудования, но и существенно повышает риск поражения персонала электрическим током. Из всего вышеизложенного можно сделать следующий вывод:

При появлении напряжения на рабочей поверхности оборудования заземление обеспечивает оперативный отвод тока в землю по специальному заземляющему контуру, в то время как использование зануления не способствует отводу напряжения от поверхности, однако при правильном монтаже обеспечивает разрыв электрической цепи при помощи различных защитных устройств.

Учитывая принципиальное отличие в методах обеспечения электробезопасности, на электрических схемах они обозначаются по-разному.

В чем разница зануления и заземления теперь понятно, остается прояснить некоторые нюансы.

Как обозначаются заземление и зануление на схемах?

Все электротехническое оборудование с присутствующими элементами заземления и зануления нуждается в специальной маркировке. Маркировку наносят на шину в виде букв РЕ с продольными или поперечными полосами желтого или зеленого цветов. Нейтрали маркируются голубой буквой N, подразумевающей заземление или зануление.

Буквами показывают особенности заземляющего контура:

• Т – обозначает непосредственный контакт земли и источника питания;
• I – обозначает полную изоляцию токопроводящих элементов от земли.
• Вторая буква характеризует расположение токопроводящих элементов относительно земли:
• Т свидетельствует о необходимом заземлении всех элементов находящихся под напряжением;
• N характеризует защиту открытых частей посредством глухозаземленной нейтрале с непосредственным подключением источника питания.

Между заземлением и занулением, в чем разница, что целесообразнее использовать в зависимости от конкретного оборудования мы рассмотрели. Независимо от выбранного метода защиты, особое значение имеет точность расчетов и внимательность и аккуратность монтажа.

В чём разница заземления и зануления? Заземление и зануление электроустановок

Многие пользуются в разговоре об электричестве, часто используют два слова, которые не всегда до конца понятны: заземление и зануления. Часто их путают между собой, употребляя в неправильной интерпретации.

Так чем отличается заземление от зануления?

Если говорить по простому, то у заземления существует дополнительная жила (провод), с помощью которой и происходит его подключение к контуру заземления. Сам контур представляет собой вбитые или вкопанные в землю металлические стержни, соединенные между собой.

А вот зануление не подсоединяется к такому контуру, а замыкается на нулевой шине, которая находится в щитке распределения. Для проведения правильного зануления необходимо обладать достаточной квалификацией, так как если неправильно определить точку подключения и рассчитать правильный способ, который зависит от наличия электроприборов. При этом для правильного заземления, таких специальных знаний не требуется, так как сам процесс намного проще.

Оба этих способа преследуют одну цель – уберечь и нейтрализовать возможность выхода тока на корпус, что может привести к получению электра травм и даже летальному исходу.

Встречаются эти обе системы заземление и зануление повсеместно . Зачастую их можно встретить в розетках. Они снабжены обоими способами защиты. Ноль располагается в центре розетки и служит гнездом для стержня вилки. Заземляющий же отвод, находится с краю, в виде небольшой пластинки.

При самостоятельном подключение люстры, которая снабжена тремя или четырьмя проводами, один из них является заземляющим, зачастую он имеет зелено-желтый цвет.

Электрический щиток расположенный перед входом в квартиру тоже имеет несколько степеней заземления. Планки заземления и зануления находятся ниже автоматов, к тому же все металлические части имеют свое заземление.

Способы подключения хорошо показаны на рисунке 1.

Системы заземления

Существуют несколько разновидностей существующих сейчас систем заземления.

1. Система TN-C, наиболее старая из существующих систем. В ней ноль и проводник (PE) совмещаются в единый провод. Данный способ является не эффективным из-за возможности обрыва нуля.
2. Система TN-S, разработана для замены устаревшей системы TN-C. В данной системе защитный и рабочий ноль разделены. Для заземления используется специальная контурная металлическая система.
3. Система TN-C-S. Это одна из наиболее совершенных систем заземления. В ней происходит связь все проводящих частей с местом заземления у трансформаторной подстанции.
4. Система TT. В ней все открытые части связаны с землей благодаря использованию заземлителя. Который не связан с заземлением на трансформаторной подстанции.
5. Система IT. Наиболее совершенная система. В ней проводник (нейтраль) заземляется через специальные устройства, имеющие большое сопротивление. А остальные части, которые являются открытыми, заземлены отдельно.

Как действует зануление?

При выходе фазы на корпус прибора, который предварительно соединен с нулем. Во время такого пробоя происходит, короткое замыкание. В это время происходит срабатывание автоматических выключателей, которые подсоединены к сети.

Для правильного зануления используется специализированные проводники. Так при использовании однофазной проводки, и использование трех жильного провода один из них и будет являться заземлителем. Правильное заземление характеризуется созданием небольшого сопротивления в контакте фаза – ноль. При неправильном монтаже данной системы, она оказывается просто не эффективной. Благодаря созданию этому зануление делает напряжение, которое попадает на корпус электроприбора не опасным. Соответственно не происходит удара током, которое может привести к значительным повреждениям человека.

Системы зануления

• Система зануления TN-C. В этой системы происходит соединение проводника (ноль N) и защитный ноль (PE). Таким образом, получается проводник PEN. Такая система характеризуется своими высокими требованиями к правильному устройству уравнивания существующих потенциалов и правильному подбору необходимого сечения проводника. Система TN-C применяется в трехфазных источниках. В других системах низкой фазы ее применять нельзя.

• Система зануления TN-C-S. Была разработана для применения в однофазных сетях. В ней проводник PEN соединяется с заземленной нетралью трансформатора. Это соединение происходит в точке расхождения проводника на ноль и защитный, которые дальше проводятся к непосредственным потребителям.

• Система зануления TN-S. Самая современная из всех систем. В данной системе нулевые проводники разделены на всем участке своего следования. Соответственно это обеспечивает низкую способность ее выхода из строя.

Устройство зануления в квартире

Вообще делать зануление в квартире можно. Но это чревато трагическими последствиями. Так, к примеру, при ошибочном подключении фазы к нулю или отгорания нуля произойдет выход из строя всего оборудования, которое находится в квартире и подключено в сеть.

При попытках устройства заземления в домах старой постройки оказывается, что его просто нет. Но по проведению масштабных работ по капитальному ремонту зданий надо добиваться, что бы проводились и работы по созданию систем заземления, путем проведения новых линий, отвечающих современным требованиям безопасности.

А до этого времени при замене проводки, необходимо прокладывать как минимум трех жильный кабель с плавным подключением нуля и фазы. Оставшийся же третий проводник необходимо оставить без подключений при отсутствии системы заземления.

В любом случаи для большей безопасности необходимо использовать устройства защитного отключения и ограничители напряжения.

Таким образом, заземления или зануления служат для защиты людей и имущества от повреждений при пробоях и выходе напряжения.

Отправим материал вам на e-mail

Ежедневно в быту и на работе нам приходится иметь дело с электричеством, которое делает жизнь человека комфортнее. Но, несмотря на блага, которые дает нам использование электричества оно все же представляет определенную опасность, например, поражение электротоком. Чтобы избежать этого, разработаны требования по электробезопасности и предпринимаются специальные меры по защите. К таким мерам относится зануление и заземление. В чем разница между ними и есть ли она, разберемся в этой статье.

Все работы, связанные с электричеством, должны выполнять только специалисты

Главное требование, предъявляемое к бытовым электроприборам – безопасность. В большей мере это касается устройств, которые контактируют с водой, ведь даже незначительный дефект в оборудования может стать смертельным для пользователя. Чтобы обезопасить себя и окружающих необходимо содержать электросеть и оборудование в исправном состоянии и регулярно проводить их ревизию. Чтобы исключить вероятность возникновения пожара из-за неисправной проводки и поражение электротоком, необходимо устанавливать защитные устройства (УЗО).

В соответствии с основными правилами электробезопасности:

Это только краткий перечень требований по электробезопасности. Более подробно с правилами безопасности можно ознакомиться в различных нормативных актах и специальной литературе по электричеству, которые сейчас легко найти в интернете.

Что такое заземление, принцип действия и устройство

При создании электросети, в помещениях различного назначения, требуется создание защиты, которая предотвратит вероятное поражение током. Чтобы избежать этого выполняется устройство заземления. В соответствии с ПЭУ п.1.7.53 заземление выполняется в электрооборудовании с напряжением более 50 В переменного и 120 В постоянного тока.

Заземление – намеренное соединение нетоковедущих металлических частей электроустановок (которые могут оказаться под напряжением) с землей или ее эквивалентом. Данная защитная мера предназначена для исключения вероятности поражения человека электротоком при замыкании на корпус оборудования.

Принцип действия

Принцип работы защитного заземления заключается в:

• снижении разности потенциалов, между заземляемым элементом и другими токопроводящими предметами с естественным заземлением, до безопасного значения;
• отвод тока в случае непосредственного контакта заземляемого оборудования с фазным проводом. В грамотно спроектированной электросети возникновение тока утечки вызывает мгновенное срабатывание устройства защитного отключения (УЗО).

Из вышесказанного следует, что заземление имеет большую эффективность при использовании в комплексе с УЗО.

Устройство заземления

Конструкция системы заземления состоит из заземлителя (проводящая часть, которая имеет непосредственный контакт с землей) и проводника, обеспечивающего контакт между заземлителем и нетоковедущими элементами электрооборудования. Обычно в качестве заземлителя используется стальной или медный (очень редко) стержень, в промышленности это как правило, сложная система, состоящая из нескольких элементов специальной формы.

Эффективность системы заземления во многом определяется величиной сопротивления защитного устройства, которую можно уменьшить, повышая полезную площадь заземлителей или увеличивая проводимость среды, для чего задействуется несколько стержней, повышается уровень солей в земле и т.п.

Заземляющее устройство это…

Выше мы рассмотрели в общих чертах, что такое защитное заземление. Однако стоит упомянуть, что используемые в системе заземлители различаются на естественные и искусственные.

В качестве устройств заземления в первую очередь предпочтительнее использовать такие естественные заземлители, как:

Важно! Запрещено использовать в качестве элемента заземления трубопроводы с газом и горючими жидкостями, а также теплотрассы.

Естественные заземлители должны иметь соединение с защитной системой из двух и более разных точек.

В роли искусственного заземлителя может использоваться:

• стальная труба с толщиной стенок 3,5 мм и диаметром 30÷50 мм и длиной порядка 2÷3 м;
• стальные полосы и уголки толщиной от 4 мм;
• стальные пруты длиной до 10 и более метров и диаметром от 10 мм.

Для агрессивных почв необходимо использование искусственных заземлителей с высокой устойчивостью к коррозии и изготовленных из меди, оцинкованного или омедненного металла. Итак, мы разобрались с тем, что является определением понятия искусственного и естественного заземлителя, теперь же рассмотрим, когда применяется заземление.

Предлагаемое видео наглядно объясняет, что такое защитное заземление:

Когда и где применяется заземление

Как уже говорилось, защитное заземление предназначается для устранения вероятности поражения людей электротоком в случае подачи напряжения на токопроводящие детали оборудования, то есть при замыкании на корпус. Защитным заземлением оснащаются металлические нетоковедущие элементы электроустановок, которые вследствие вероятного пробоя изоляции проводов могут оказаться под напряжением и нанести вред здоровью и жизни людей и животных в случае их непосредственного контакта с неисправным оборудованием.

Заземлению подлежат электросети и оборудование с напряжением до 1000 В, а именно:

• переменного тока;
• трехфазные с изолированной нейтралью;
• двухфазные, изолированные от земли;
• постоянного тока;
• источники тока с изолированной точкой обмотки.

Также заземление необходимо для электросетей и электроустановок постоянного и переменного тока с напряжением свыше 1000 В с любой нейтралью или средней точкой обмотки источника тока.

Основные способы устройства заземления

При устройстве заземляющей системы, в качестве заземлителя обычно используют вертикальные металлические пруты. Это связанно с тем, что горизонтальные электроды вследствие малой глубины залегания имеют повышенное электрическое сопротивление. В качестве вертикальных электродов практически всегда применяют стальные трубы, пруты, уголки и прочую металлопрокатную продукцию с длиной превышающую 1 метр и имеющую сравнительно небольшое поперечное сечение.

Существует два основных метода монтажа вертикальных заземляющих электродов.

Статья по теме:

Электричество способно не только создавать комфортные условия жизни, но и несет еще и определенную опасность. Для снижения вероятности возникновения этой опасности требуется заземление в частном доме своими руками 220В . Как его сделать — читайте в публикации.

Несколько коротких электродов

В данном варианте используется несколько стальных уголков или прутьев длиной 2-3 метра, которые соединяются вместе при помощи металлической полосы и сварки. Соединение выполняется у поверхности земли. Монтаж заземлителя происходит простым забиванием электрода в грунт при помощи кувалды. Подобный способ больше известен под названием «уголок и кувалда».

Минимально разрешенное сечение заземляющих электродов приведено в ПУЭ, но чаще всего справленные и дополненные величины из технического циркуляра №11 «РусЭлектроМонтаж». В частности:

Преимущества этого способа заключаются в простоте, дешевизне и доступности материалов и монтажа.

Одиночный электрод

В данном случае в качестве заземлителя используется электрод в виде стальной трубы (как правило, одиночный), который помещается в глубокое отверстие, пробуренное в грунте. Бурение грунта и установка электрода требует использования специальной техники.

Увеличение площади контакта заземлителя с грунтом обеспечивается большей глубиной установки электрода. Более того данный способ более эффективный в сравнении с предыдущим вариантом, при одинаковой общей длине электродов, благодаря достижению глубинных слоев грунта, которые как правило имеют низкое удельное электрическое сопротивление.

К достоинствам данного способа относят высокую эффективность, компактность и сезонная «независимость», т.е. вследствие зимнего промерзания грунта удельное сопротивления заземлителя практически не изменяется.

Еще один способ – прокладка заземлителя в траншею. Однако такой вариант требует больших физических и материальных затрат (большее количество материала, копка траншеи и т.д.).

Разобравшись с тем, как работает и для чего нужно заземление стоит теперь второй вопрос нашей статьи, а именно что представляет собой зануление, для чего оно нужно и чем отличается от заземления.

Что такое зануление

Термином зануление обозначается преднамеренное соединение открытых нетоковедущих проводящих частей электросети и оборудования с глухозаземленной точкой в одно- и трехфазных сетях постоянного и переменного тока. Зануление выполняется в целях электробезопасности и является основным защитным средством от попадания под напряжение.

Принцип действия

Замыкание в электросети происходит при контакте находящегося под напряжением фазного провода с корпусом прибора, соединенного с нулем. Сила тока резко возрастает, и срабатывают защитные устройства, отсекающие питание от неисправного оборудования. По правилам время срабатывания УЗО для отключения неисправной электросети не должно превышать 0,4 сек. Для этого необходимо, чтобы фаза и ноль имели незначительную величину сопротивления.

Статья по теме:

Вы когда-нибудь слышали аббревиатуру узнаете, прочитав обзор до конца. Вкратце хочется добавить, что это устройство способно уберечь жильё и всех его обитателей от ЧП, связанных с электричеством.

Для создания зануления в однофазной сети, как правило, используют третий (неиспользуемый) провод трехжильного кабеля. Для создания хорошей защиты требуется обеспечить качественное соединение всех элементов системы зануления.

Устройство

Система зануления, например, в многоквартирном доме, начинается с заземленного силового трансформатора, от которого нейтраль с трехфазной линией приходит в главный распределительный щит (ГРЩ) здания. Далее происходит . От нейтрали создается рабочий ноль, который вместе с фазовым проводом образуют привычное однофазное напряжение.

Непосредственно само зануление для защиты электросети и оборудования создается в щитке при помощи проводника, присоединенного к заземленной нейтрали. Следует знать, что между нулем и нейтралью запрещено устанавливать коммутационные устройства (автоматы, пакетники, рубильники и т.д.).

Где применяется схема зануления

Согласно требованиям ПЭУ защитным занулением должны быть оснащены:

• одно- и трехфазные сети переменного тока с заземленным выводом и напряжением до 1 000 В;
• электросети постоянного тока, имеющие среднюю точку заземления и напряжение до 1 000 В.

Заземление не может спасти от поражения электротоком, как заземление. Данная защитная схема просто обрывает подачу напряжения в случае короткого замыкания и отключает локальную электросеть.

Можно ли делать зануление в квартире с помощью заземления

Мы уже знаем, что такое заземление и зануление и попутаемся выяснить, можно ли делать зануление, используя заземленный ноль, находящийся в электрощите. Дело в том, что многие люди далекие от электротехники задаются этим вопросом и часто совершают непростительные ошибки, поступая именно таким образом.

Во-первых, это запрещено ПЭУ. Дело в том, что если, например, при проведении монтажных работ, по какой-либо причине перепутать местами фазу и ноль, да к тому же зануление вывести на рабочий ноль, то можно ожидать самых неприятных ситуаций. При включении электрооборудования в сеть корпус окажется под напряжением и человек поражается электротоком, поскольку не произойдет защитного срабатывания УЗО.

Для создания защитного зануления в этажном электрощите выделяется отдельная шина, соединяющаяся с глухозаземленной нейтралью. И лучше всего не выполнять данные работы самостоятельно, а поручить специалисту, имеющему знания в электротехнике.

На видеоролике показано как создать зануление, если его нет в этажном электрощите:

Чем отличается заземление от зануления

Сразу стоит сказать, что несмотря на то, что заземление и зануление являются защитными мерами, у них имеются различия по принципу действия и назначению. Заземление – более эффективный и надежный способ защиты, чем зануление, поскольку позволяет быстро уравнять разницу между потенциалами до необходимой величины. Также заземление имеет более простую конструкцию и проще в монтаже, и для его устройства нужно просто следовать инструкции. К тому же данная защитная схема не зависит от фазности подключенного оборудования. Варианты заземления разнообразны, и это позволяет выбрать определенный вид для каждого конкретного случая

Защитное зануление это защитная мера, которая при неисправности сети просто обеспечивает мгновенное прекращение подачи напряжения от электросети посредством срабатывания УЗО. Для создания зануления и подключения оборудования требуется опыт и определенные знания в электротехнике. Все работы по монтажу, особенно определение точки зануления, необходимо выполнить правильно, иначе в аварийной ситуации возможно поражение электротоком.

Разобравшись, что такое заземление и зануление, многие предпочитают использовать оба метода. Однако, заземление является обязательным при устройстве бытовых и промышленных сетей, а также эксплуатации оборудования.

Чтобы лучше понять, в чем разница между заземлением и занулением, предлагаем посмотреть это видео:

Требования к заземлению и занулению

Заземление – более серьезная защитная мера, чем зануление. Для этой схемы требуется создание отдельной шины с малым сопротивлением, которая соединяется с заземлителем вкопанным в грунт и обустроенным в соответствии со стандартами. Все требования к заземлению, его элементам и обустройству прописаны в ПЭУ и ГОСТе 12.2.007.0.

В промышленном секторе заземлению подлежат:

• электроприводы;
• корпуса электрооборудования;
• металлоконструкции зданий;
• экранированная оплетка низковольтных электрокабелей;
• корпуса распределительных электрощитов и аналогичных конструкций.

К занулению предъявляются более лояльные требования, а именно:

• нулевые и фазные проводники выбираются таким образом, чтобы при пробое на корпус оборудования возникал ток достаточный для срабатывания УЗО или другого защитного механизма;
• проводник зануления от прибора до заземленной нейтрали должен быть непрерывным, то есть не содержать в цепи каких-либо коммутационных устройств.

Подведем итоги

Обеспечение безопасности жизни и здоровья – первоочередная задача государства, общества и естественно самого человека. Для этого необходимо строго придерживаться установленных правил, инструкций и требований. Одним из факторов опасных для здоровья человека является электричество, поэтому очень важно обеспечить достаточную электробезопасность на производстве и в быту при помощи определенных мероприятий и защитных технических средств.

Экономьте время: отборные статьи каждую неделю по почте

Если вы самостоятельно организуете электроснабжение квартиры, офиса или гаража – значит, ответственность за безопасность лежит также на вас. Для защиты электросетей и вашего здоровья (а иногда и жизни) применяется заземление и зануление.

В каком случае востребована защита?

При физическом (точнее – электрическом) контакте с корпусом фазного проводника, или элемента схемы, на который в данный момент подано напряжение – возникает две опасности:

Система заземления и зануления электрооборудования обеспечивает защиту от рассмотренных опасностей, или хотя бы минимизирует последствия. Многие неопытные доморощенные электрики путают эти два понятия. Или же намеренно пользуются рабочим нулем при организации заземления.

Особенно это актуально в многоэтажках старой постройки, где отдельного контура заземления не предусмотрено. При полностью исправных линиях подвода электроэнергии, это не так опасно. Однако при повреждении нулевого провода на магистрали, или ухудшении контакта на клеммных соединениях, рабочий ноль теряет электрическую связь с реальной «землей».

Движение электричества в домах должно быть безопасным и контролируемым. Для предупреждения негативного влияния, когда по причине нарушения изоляции проводников возможен критический контакт с человеком, должны применяться специальные меры: заземление и зануление. В чем разница между ними? Об этом подробнее в данном обзоре. А общее в данных мероприятиях то, что они защищают человека от удара током. Направленное движение электронов осуществляется по пути наименьшего сопротивления. Избежать прохождения тока через человеческое тело можно, направив его по пути с наименьшими потерями. Обеспечивает такое перенаправление использование в электической цепи заземления или зануления.

Для квартирного жилья проще сделать зануление, чем обустроить заземляющий контур.

Что такое заземление

Суть заземления заключается в преднамеренном соединении частей электроустановок и заземляющего устройства (как правило, это — конструкции из металлических полос и штырей, снижающие уровень напряжения до безопасного для человека значения).

Для понимания рассмотрим пример. Допустим, в каком-либо электроприборе (стиральная машина, духовой шкаф или иная бытовая техника) при пробое изоляции и возникает напряжение между корпусом прибора и фазой. При наличии устройства заземления, ток не приведет к критичным последствиям при контакте с человеком. Это обусловлено тем, что в качестве приоритетного проводника будет выступать защитное заземление, имеющее очень низкое сопротивление.

Сопротивление человека варьирует на различных участках тела. В среднем при расчете электробезопасности его принимают равным 1 кОм .
Сопротивление заземления согласно ПУЭ 1.7.62 не должно превышать 4 Ом с учетом сопротивления естественных заземлителей и повторных заземлений у потребителей.

Также контур заземления используется в качестве молниезащиты. В этом случае защитное заземление принимает высоковольтное напряжение и передающее его глубоко в грунт.

По назначению заземлители подразделяют на три класса:

• Грозозащитный специализируется на отводе молниеносного напряжения
• Рабочий поддерживает оптимальную работоспособность электрических установок при любых условиях.
• Защитный противостоит поражению живых организмов высоким пробойным напряжением.

Основные составные части контура — заземлитель и заземляющие проводники. Заземлители могут быть естественными и искусственными. В первом случае, это металлические конструкции, имеющие надежное соединение с землей. Заземлители искусственного происхождения изготавливаются из стальных стержней, труб или уголков, длина которых должна быть не менее 2,5 м. Соединенные сварными швами, они забиваются в землю. Увеличивая число труб (уголков), можно значительно снизить сопротивление контура и сделать его более эффективным.

Что такое зануление

Зануление — это соединением открытых проводящих элементов электрических установок, которые не находятся в нормальном состоянии под напряжением, с глухозаземленным выводом источника однофазного электрического тока (с глухозаземленной нейтральной точкой трансформатора или генератора, в электросетях трехфазного тока; с заземленной точкой источника в электросетях постоянного тока). Данный тип защиты часто используется в квартирах, где отсутствует традиционная система заземления или она имеет устаревший вид.

Зануление бытовой электропроводки выполняется следующим образом:

• На подстанции производится соединение с землей нейтральной точки трансформатора.
• Из трансформатора выходят три линии, подключаемые к домашнему электрощиту.
• Далее, идет распределение по квартирам.

Как действует зануление? Особенность в том, что оно рассчитано на эффект короткого замыкания, которое происходит при попадании напряжения одной из фаз на корпус. Ведь может возникнуть ситуация, когда человек прикасается к корпусу прибора, где уже есть опасное напряжение, а защита еще не сработала. Превращая обычное замыкание на корпус в короткое замыкание, где задействован фазный и нулевой провод, происходит срабатывание защитных устройств и автоматическое отключение поврежденной электроустановки от сети.

Используя данный способ, обязательно . Коммутировать нулевой проводник, который используется в качестве защитного, запрещено .

Чем отличается заземление от зануления?

Отличие заземления от зануления имеется, и оно принципиальное. Если смонтировано полноценное заземление, в результате пробоя фазы на корпус, получается быстрое снижение напряжения тока до безопасного минимума для человека.

В случае с занулением, из-за пробоя тока происходит обесточивание определенного участка цепи, и переход короткого замыкания в другую часть или на корпус электроприбора. Риск попадания человека под опасный разряд минимален, но опасность остается.

Видео по теме

Подводя итог, можно отметить, что более надежный способ защиты — заземление. Использование зануления не рекомендуется. Но, в любом случае, к данному вопросу нужно подходить основательно. Ни в коем случае не отождествляйте два различных метода, отличия и принцип работы которых были рассмотрены в данном обзоре. И помните, устанавливать УЗО, или автоматические выключатели нужно в комплексе с обеими системами.

Электричество делает нашу жизнь комфортнее, удобнее и интереснее вот уже несколько сотен лет. Придумано и сделано великое множество разных машин, устройств и приборов, работающих на электричестве, создающих для нас материальные блага, или таких, как печально известный электрический стул. Но, к сожалению, электричество может убивать не только на электрическом стуле по приговору суда. Поток крохотных электронов представляет собой грозную и могучую силу, относиться к которой стоит с должным уважением. Естественно, что человеком придумано большое количество разнообразных способов защиты от поражения электрическим током. В чем разница? Заземление и зануление будут далее рассмотрены в качестве примера. Это два способа, помогающих уберечься от электрического тока путем отведения его потока в сторону. Оба метода работают по одному принципу, но в то же время отличаются друг от друга.

Что такое электричество

Чтобы уяснить для себя, что такое электробезопасность, защитное заземление, зануление, как это всё работает, напомним суть явления электрического тока.

Все тела во Вселенной состоят из атомов, строение которых известно каждому школьнику: положительно заряженное ядро внутри и вращающиеся вокруг ядра отрицательные электроны. Существует ряд химических элементов — металлов, у которых несколько электронов, находящихся на самых дальних от ядра орбитах, легко могут быть оторваны (притянуты сильным положительным зарядом).

Таким образом, если взять металлический провод, приложить к его концам противоположные электрические заряды, то электроны, оторвавшись от своих атомов, начнут движение в сторону положительного заряда.

Однако при движении в толще металла электроны постоянно «натыкаются» на атомы, заставляют их слегка вибрировать в узлах кристаллических решёток. Это приводит к выделению тепла. Причём нагрев может быть таким сильным, что металл способен раскаляться до тысяч градусов (как спираль лампы накаливания). В некоторых случаях металл и вовсе может расплавиться и даже испариться.

Как электрический ток действует на тело человека

Тело человека на три четверти состоит из воды. Вода является неплохим проводником электрического тока (правда, механизм проводника несколько иной, нежели у металлов — ионный). Прохождение электрического тока по телу человека сопровождается рядом неприятных явлений. На заземление и зануление электроустановок иногда тратятся огромные, в масштабах предприятий, средства, чтобы это действие предотвратить.

Электроны, двигаясь по живым тканям, вызывают их нагрев, жидкость, содержащаяся в клетках, мгновенно закипает. Кроме этого, электрический ток, воздействуя на нейронные окончания, вызывает конвульсивное спазматическое сокращение всех мышц. Судорога приводит к остановке сердца, к блокировке дыхания.

Для человека опасен проходящий по телу электрический ток от 0,1 А. А вот, какой величины он достигнет, зависит от ряда факторов: от сухости кожных покровов, качества контакта, напряжения, расположения точек «входа» и «выхода» электронов.

Самыми опасными «маршрутами» считаются следующие:

Рука — рука;

Правая нога — левая рука или наоборот;

Голова — любая часть тела.

Виды защиты от поражения электрическим током

Способы защититься от поражающих факторов тока делятся на активные и пассивные. Активные способы предполагают наличие защитной автоматики. Дело в том, что тело человека обладает определённым электрическим сопротивлением и ёмкостью, и, дотрагиваясь до оголённого провода, мы как бы «включаем» в сеть дополнительный элемент. Умные приборы в состоянии зафиксировать такое изменение и за доли секунды обесточить цепь.

Другие меры направлены на исключение непосредственно контакта тела с источниками: использование защитных перчаток, диэлектрической обуви, специальных ковриков.

Даже встав на табурет из сухого дерева во время проведения электромонтажных работ, человек в значительной степени уменьшает риск получить смертельный удар.

А есть и другие методы, такие как защитное заземление и зануление. Суть их действия, если говорить просто, сводится к тому, чтобы предоставить электрическому току более лёгкий и «привлекательный» маршрут по сравнению с человеческим телом.

Чем опасны электроприборы

Как эти меры работают и в чем разница? Заземление и зануление относятся к защитным мероприятиям, которым уделяется достаточно много внимания ещё на стадии проектирования электрических машин и производств.

Представим себе, что в каком-либо бытовом или промышленном приборе произошло замыкание фазы на корпус. Что произойдет, если человек голой рукой дотронется до машины?

Учитывая, что планета Земля — прекрасный приёмник электрического тока, электроны устремятся через человеческое тело в грунт.

Как сработает заземление

Итак, как защитит человека заземление? Все обращали внимание на третий контакт бытовых электрических вилок, появившийся в нашей стране в конце прошлого века. Два привычных контакта — это «ноль» и «фаза», куда же ведёт третий? А он и есть заземление и ведёт, как понятно из названия, в землю.

Что происходит, если человек дотрагивается до обычного или заземлённого прибора, в чем разница? Заземление и зануление как бы создают второй параллельный маршрут для потока электронов. В случае с заземлением с корпуса прибора проложен электрический провод с хорошим сечением и малым сопротивлением, подсоединённый к металлическим штырям или другим элементам, специально заглубленным в грунт (причём обязательно ниже точки промерзания — лёд плохой проводник).

Если объяснять принцип работы заземления простым языком: электроны, идя по пути наименьшего сопротивления, в основном двигаются в землю по проводу заземления, поток же, идущий через человеческое тело, за счёт этого значительно ослабевает.

Как защищает зануление

А вот другой, аналогичный метод защиты от поражения электрическим током. В чем разница между заземлением и занулением? Если заземление соединяет открытые детали электрических машин с почвой, то зануление — с нулевым проводом.

Электрический ток здесь опять-таки выбирает более лёгкий для себя путь, благодаря чему удар тока, получаемый человеком, значительно ослабевает. Но есть ещё одно существенное отличие заземления от зануления. При касании фазного провода зануления происходит фактически короткое замыкание системы. А это практически всегда приводит в действие автоматическую защиту и обесточивает систему. Таким образом несчастный случай предотвращается заранее.

Технические особенности обеих систем

Почему в разных условиях применяются различные методы защиты, чем отличается заземление от зануления в эксплуатации?

Заземление предусматривает также возможность молниезащиты (хотя специалисты и не рекомендуют этого делать), зануление не предназначено для этого;

Зануление предполагает обязательное использование автоматов защиты, без них устройство зануления запрещено;

Зануление не всегда применимо в технике из-за обесточивания определённых участков электропроводки при срабатывании.

Где применяется заземление

В быту с целью защиты от поражения электрическим током чаще применяется заземление. В качестве заземлителей прекрасно могут работать естественные конструкции, такие как металлические, зарытые в землю трубопроводы или арматура железобетонных конструкций. Но чаще делается специальный заземляющий контур из соединённых вместе вбитых в землю штырей.

В чем разница? Заземление и зануление предназначены для обеспечения электробезопасности, в то время как при замыкании фазного провода на заземляющий контур, он сам становится источником опасности. Если в вашем доме, к примеру, сосед заземлил свою стиральную машину на систему отопления, то в случае «пробития» электричества на корпус, элементы системы отопления лучше не трогать всем жителям здания.

При использовании же специального заземляющего контура жильцам ничего не грозит. При монтаже индивидуальных заземляющих систем в частном строительстве, часто их объединяют с системами молниезащиты. Специалисты делать этого ни в коем случае не рекомендуют, так как в случае удара молнии вся проводка в доме становится фактором повышенной опасности, а многие электроприборы просто выходят из строя.

Где делается зануление

Заземление применяется в основном в жилом фонде. В промышленности же чаще всего используется защитное заземление и зануление электроустановок в комплексе. Здесь учитывается, что при попадании напряжения на корпус того или иного прибора, агрегата, работающего от сети с напряжением гораздо выше бытового, опасность для человека возрастает многократно.

Кроме того, подвергается опасности дорогостоящее оборудование. Поэтому в этом случае лучше, если участок цепи будет мгновенно обесточен защитной автоматикой.

При использовании электрических машин и агрегатов с напряжением 380В и выше для переменного тока или 440В и выше для постоянного тока, монтаж системы зануления обязателен.

Меры безопасности при обращении с электричеством

Есть несложные правила, которые при пользовании бытовыми и промышленными электроприборами позволят избежать беды.

Вилку из розетки не вытягивают за шнур, её необходимо извлекать из гнезда, крепко обхватив пальцами;

Включать-выключать электроприборы или освещение (розеткой в вилку или посредством выключателя) ни в коем случае не стоит с мокрыми руками;

Не нужно использовать в светильниках лампы большей мощности, чем это указано в инструкции к данному осветительному прибору;

Если прибор заискрил, или при его работе слышится характерный треск короткого замыкания, проводить с ним какие-либо действия можно лишь после выключения его из розетки;

Полезно знать, где и как обесточивается вся электропроводка в доме, иногда это может сохранить жизни и имущество;

Если в руководстве к прибору не указано, что он относится к оборудованию, которое можно оставлять без присмотра, то делать это ни в коем случае нельзя.

Отличие заземления от зануления: краткий обзор

 

 

 

 

Зануления от заземления отличается весьма значительно.

Зануление согласно ПУЭ – это преднамеренная защита, используемая в промышленных целях, и не должна практиковаться на бытовом уровне.

Но при этом часто в квартирах делается зануление.  Такая система не совершенна и совсем не безопасна.

В ходе ремонта квартиры делается частичный или полный электромонтаж. Это зависит не только от удобства расположения выключателей и розеток, но и для замены потрепанной годами электропроводки.
С широким развитием всевозможной техники современный человек желает сделать свое жилище безопасным для себя и близких, а для этого необходимо заземление.

 

 

Зануление или заземление в домах старого типа?

 

 

Такие дома очень редко подвергаются реконструкции. Чтобы перевести с. двухжильной системы (ноль и фаза) на трехжильную где предусмотрен защитный проводник РЕ (земля), своими силами практически не возможно.
В данной системе нет защитного проводника РЕ (земли). Никто не станет тянуть из своей квартиры на 4-ом, 5-ом этаже отдельный заземляющий провод. Некоторые все же решаются обеспечить себя заземлением, если квартира расположена на первом этаже . Но в основном такой маневр осуществить не представляется возможным.
В этом случае используется запрещенное зануление. Такой метод в жилом доме совсем не безопасен.

 

 

Как работает зануление?

 

 

Зануление- это не то же, что и заземление! Схема зануления рассчитана на эффект короткого замыкания(КЗ). На производстве нагрузки распределяют равномерно, и ноль выполняет в основном защитные функции. ЗВ данном случае нулевой проводник цепляют на корпусу электродвигателя. При попадании на него напряжения фазы, произойдет КЗ. В следствии сработает на выключение автоматический выключатель. Но при этом есть еще одно но — все электроустановки соединены между собой металлической шиной заземления (РЕ) и выведены на общий контур заземления всего здания.

 

 

Чем грозит зануление в квартире?

 

 

Предположим Вы использовали зануление для вашего электрооборудования. Если нулевая жила по каким-то образом отгорит или электрик случайно перепутает подключение (вместо нуля подключит фазу), то ваше оборудование просто перегорит.
При электромонтаже в квартире без заземления, все же лучше заложить трехжильный кабель. Подключаются две жилы (ноль и фаза), а третью жилу заземления (РЕ) оставляем незадействованной до реконструкции стояков, где будет предусмотрено заземление, читайте дальше на сайте кухни.бел полезные статьи как правильно выбирать кухни под заказ, как заменить фасады и обновить мебель, как благоустроить кухонный и жилой интерьер.

 

Смотрите также:

Заземление и зануление. В чем разница?

Очень много споров и обсуждений возникает на тему заземления и зануления, а также целесообразности применения этих систем в различных установках. Как раз разницу между этими двумя системами безопасности необходимо знать и понимать для избежания в последующем опасных ситуаций. Основная проблема, как правило, заключается в том, что не все до конца понимают, чем отличается зануление от заземления, но мы попытаемся разобраться в этом.

Зануление

С ПУЭ (правила эксплуатации электроустановок) известно, что по мерам электробезопасности электроустановки (до 1000 Вольт) разделяют на системы, в которых нейтраль (нулевой проводник) глухо заземлена, и где нейтраль изолирована.

При глухо заземленной нейтрали нулевую точку трансформатора или генератора соединяют с заземляющим устройством напрямую или через очень малое сопротивление:

С изолированной нейтралью – схема не подключается к заземляющим элементам или подключается через большое сопротивление и будет иметь такой вид:

Проводник, который выполняет роль рабочего нулевого и защитного проводника обозначается на схеме PEN. Схема показана ниже:

Итак, согласно ПУЭ, занулением в электрических установках называют соединение частей этой установки, которые в нормальном состоянии не находятся под напряжением (например корпус электроприбора) с глухозаземленной нейтралью генераторов или трансформаторов в сетях трехфазных, с выводами источников однофазных токов, которые глухо заземлены, а также с средними точками в цепях постоянного напряжения, которые также глухозаземленной. В данном типе соединений запрещено последовательное соединение элементов защиты – все устройства должны подключатся к защитной шине ПАРАЛЛЕЛЬНО:

Это правильное крепление защиты

Такой вариант недопустим, так как при отключении рабочего нуля 2, корпус прибора может оказаться под напряжением, относительно земли. Если произойдет обрыв «нуля», то в таком случае весь потенциал сети будет на корпусе устройства, что небезопасно.

Если соединению подлежат несколько устройств, то защитный провод каждого прибора выводится отдельно и крепится к общей нулевой шине. Также в защитной цепи не должно быть никаких коммутирующих устройств (автоматы, рубильники, разъединители и так далее).

Заземление

Согласно того же ПУЭ заземлением является соединение частей электроустановки с заземляющим устройством с целью предотвращения поражения электричеством людей и животных. Этот проводник имеет маркировку PE. Главным отличием от зануления здесь будет то, что при заземлении, как правило, используют отдельный контур заземления, а не заземленную нейтраль трансформатора (генератора):

Где 1 – фаза, 2 – нейтраль, 3 – заземление защитное. Эта система заземления полностью независима от нулевого проводника сети и часто применяется в системах с изолированной нейтралью. Такие схемы часто применяются в жилых домах для подключения защитного заземления к бытовым электроприборам

Подключение бытовых устройств к заземлению

Если ваше устройство имеет три клеммы подключения (фаза, нейтраль, заземление) как показано ниже:

Но в вашей квартире или доме отсутствует заземляющий проводник, то совмещение функций нулевого рабочего и защитного проводников ЗАПРЕЩЕНЫ  ПУЭ пунктом 1.7.132., то есть запрещено ставить перемычку между нулем и заземлителем:

Это обусловлено тем, что при потере соединения точки 2 с защитным нулем PEN корпус устройства окажется под потенциалом сети, а также если в случае выполнения каких-то ремонтных работ фаза и ноль будут перепутаны местами – то вы получаете гарантированное напряжение на корпусе вашего прибора, что делает его опасным для окружающих.

Провод защитного заземления имеет желто-зеленую изоляцию:

Поэтому если возникает необходимость подключить защитное заземление для однофазной цепи, то необходимо иметь отдельный защитный проводник. Если у вас его нет, то не стоит экспериментировать, а лучше позвать профессионального электрика, который сможет правильно подключить ваше электрооборудование.

Учебное пособие по физике: Заземление — снятие заряда

В предыдущих трех разделах Урока 2 обсуждались три распространенных метода зарядки — заряд трением, заряд индукцией и заряд проводимостью. Обсуждение зарядки было бы неполным без обсуждения разряда . У объектов с избыточным зарядом — положительным или отрицательным — этот заряд можно удалить с помощью процесса, известного как заземление. Заземление — это процесс удаления избыточного заряда с объекта посредством передачи электронов между ним и другим объектом значительного размера.Когда заряженный объект заземлен, избыточный заряд уравновешивается переносом электронов между заряженным объектом и землей. Земля — это просто объект, который служит, казалось бы, бесконечным резервуаром электронов; Земля способна передавать электроны заряженному объекту или принимать электроны от заряженного объекта, чтобы нейтрализовать этот объект. В этом последнем разделе Урока 2 будет обсуждаться процесс заземления.

Заземление отрицательно заряженного объекта

Чтобы начать обсуждение заземления, мы рассмотрим заземление отрицательно заряженного электроскопа.Любой отрицательно заряженный объект имеет избыток электронов. Если нужно удалить заряд, ему придется потерять лишние электроны. Как только лишние электроны удалены из объекта, в объекте будет равное количество протонов и электронов, и он будет иметь баланс заряда. Чтобы удалить избыток электронов из отрицательно заряженного электроскопа, электроскоп должен быть подключен проводящим путем к другому объекту, который способен принимать эти электроны.Другой объект — земля. В типичных электростатических экспериментах и ​​демонстрациях это делается простым прикосновением к электроскопу рукой. При контакте избыточные электроны покидают электроскоп и попадают в человека, который его касается. Эти избыточные электроны впоследствии распространяются по поверхности человека.

Этот процесс заземления работает, потому что избыточные электроны отталкивают друг друга. Как всегда, отталкивающее воздействие между одноименно заряженными электронами заставляет их искать средства пространственного разделения друг от друга.Это пространственное разделение достигается за счет перемещения к более крупному объекту, который дает большую площадь поверхности для распространения. Из-за относительного размера человека по сравнению с обычным электроскопом избыточные электроны (почти все они) способны уменьшать силы отталкивания, перемещаясь в человека (т. Е. На землю). Как и контактная зарядка, о которой говорилось ранее, заземление — это просто еще один пример разделения заряда между двумя объектами. Степень, в которой объект готов разделить избыточный заряд, пропорциональна его размеру.Таким образом, эффективная земля — ​​это просто объект с достаточно значительным размером, чтобы разделить подавляющее большинство избыточного заряда.

Заземление положительно заряженного объекта

Предыдущее обсуждение описывает заземление отрицательно заряженного электроскопа. Электроны переносились с электроскопа на землю. Но что, если электроскоп заряжен положительно? Как перенос электрона позволяет нейтрализовать объект с избытком протонов? Чтобы исследовать эти вопросы, мы рассмотрим заземление положительно заряженного электроскопа.Положительно заряженный электроскоп должен получать электроны, чтобы получить равное количество протонов и электронов. Собирая электроны от земли , электроскоп будет иметь баланс заряда и, следовательно, будет нейтральным. Таким образом, заземление положительно заряженного электроскопа включает передачу электронов от земли в электроскоп. Этот процесс работает, потому что избыточный положительный заряд на электроскопе притягивает электроны от земли (в данном случае от человека).Хотя это может нарушить любой баланс заряда, присутствующий на человеке, значительно больший размер человека позволяет избыточному заряду отдаляться друг от друга. Как и в случае заземления отрицательно заряженного электроскопа, заземление положительно заряженного электроскопа включает разделение заряда. Избыточный положительный заряд распределяется между электроскопом и землей. И еще раз: степень, в которой объект готов разделить избыточный заряд, пропорциональна его размеру.Человек — эффективная почва, потому что у него достаточно размера, чтобы разделить подавляющее большинство избыточного положительного заряда.

Необходимость проведения пути

Любой объект может быть заземлен при условии, что заряженные атомы этого объекта имеют проводящий путь между атомами и землей. Обычно в лаборатории приклеивают две соломинки к заряженной алюминиевой пластине. Одна соломка покрыта алюминиевой фольгой, а другая — голым пластиком.При прикосновении к соломке с алюминиевым покрытием алюминиевая пластина теряет заряд. Он заземлен за счет движения электронов от земли к алюминиевой пластине. При прикосновении к пластиковой соломке заземления не происходит. Пластик служит изолятором и предотвращает попадание электронов от земли к алюминиевой пластине. Заземление требует наличия проводящего пути между землей и заземляемым объектом. Электроны будут двигаться по этому пути.

Урок 2 этого раздела Физического класса был посвящен методам зарядки и разрядки объектов.Один из принципов, который постоянно возникал, заключался в соотношении силы и расстояния. Эта взаимосвязь будет исследована в Уроке 3.

Мы хотели бы предложить … Иногда просто прочитать об этом недостаточно. Вы должны с ним взаимодействовать! И это именно то, что вы делаете, когда используете один из интерактивных материалов The Physics Classroom. Мы хотели бы предложить вам совместить чтение этой страницы с использованием нашего интерактивного зарядного устройства.Вы можете найти его в разделе Physics Interactives на нашем сайте. Charging Interactive — это электростатическая «игровая площадка», которая позволяет учащемуся исследовать различные концепции, связанные с зарядом, взаимодействиями зарядов, процессами зарядки и заземлением. Как только вы освоитесь с концепциями, коснитесь кнопки «Играть» своим игровым лицом.

Проверьте свое понимание

Используйте свое понимание заряда, чтобы ответить на следующие вопросы.По завершении нажмите кнопку, чтобы просмотреть ответы.

1. Человек, стоящий на земле, касается положительно заряженной консервной банки. После этого поп может стать нейтральным. Поп может стать нейтральным во время этого процесса, потому что ______.

а. электроны переходят от баночки к человеку (земле)

г. электроны переходят от человека (земли) к банке

г. протоны переходят от баллончика к человеку (земле)

г.протоны переходят от человека (земли) к банке с взрывчаткой

2. Студент-физик, стоя на земле, касается разряженной пластиковой бейсбольной битой отрицательно заряженным электроскопом. Это вызовет ___.

а. Электроскоп должен быть заземлен, поскольку электроны вытекают из электроскопа.

г. Электроскоп должен быть заземлен, поскольку электроны попадают в электроскоп.

г. Электроскоп должен быть заземлен, поскольку протоны выходят из электроскопа.

г. Электроскоп должен быть заземлен, поскольку протоны попадают в электроскоп.

e. бейсбольной битой, чтобы получить избыток протонов.

ф. абсолютно ничего (или очень мало) произойдет, так как пластиковая бита не проводит.

3. ИСТИНА или ЛОЖЬ :

Объект, который становится заземленным, получает нейтроны во время процесса заземления.

Веб-сайт класса физики

Заземление положительно заряженного электроскопа

Электроскоп — это устройство для определения заряда, которое показывает наличие заряда на самом устройстве или на других объектах в непосредственной близости. Наличие заряда на электроскопе обозначается отклонением его иглы от ее обычного вертикального положения.Игла, имея возможность свободно вращаться вокруг своей оси, будет отклоняться всякий раз, когда заряд в игле будет таким же, как заряд в вертикальной опоре, на которой она балансирует. Поскольку пластина, опора и игла электроскопа соединены и сделаны из проводящего материала, любой заряд электроскопа будет распределяться по всему проводнику. Таким образом, если электроскоп приобретает общий положительный заряд, этот положительный заряд будет распространяться по всему электроскопу — пластине, опоре и игле.Поскольку одинаковые заряды отталкиваются, положительно заряженная опора и положительно заряженная игла отталкиваются друг от друга, вызывая отклонение иглы.

При прикосновении к положительно заряженному электроскопу его заряд заземляется (или нейтрализуется). Это показано на анимации ниже. Процесс заземления включает в себя передачу электронов между заряженным электроскопом и проводящим объектом, к которому он прикасается. При прикосновении к положительно заряженному электроскопу электроны попадают в электроскоп с земли.Имея положительный заряд, электроскоп притягивает часть электронов проводящего материала (в данном случае человека). Отрицательно заряженные электроны попадают в электроскоп и нейтрализуют положительный заряд. Когда электроскоп теряет заряд, игла возвращается в свое естественное вертикальное положение.

---

Дополнительная информация о физических описаниях электростатических явлений доступна в Учебном пособии по физике. Подробная информация доступна по следующим темам:

Нейтральный vs.Заряженные предметы

Зарядные взаимодействия

Заземление — снятие заряда

Как нейтрализовать заряд объекта, который нельзя заземлить

В предыдущем посте мы узнали, что в зоне, защищенной от электростатического разряда (EPA), все поверхности, предметы, люди и устройства, чувствительные к электростатическому разряду (ESD), имеют одинаковый электрический потенциал. Мы достигаем этого, используя только «заземляемые» материалы или. Но что делать, если вам абсолютно необходим предмет в вашем EPA, и он не может быть заземлен? Не переживайте, не вся надежда потеряна! Есть несколько вариантов, которые позволят вам использовать рассматриваемый предмет.Поясним…

Проводники и изоляторы

В ESD Control мы различаем проводников и изоляторов . Материалы, которые легко переносят электроны, называются проводниками . Некоторыми примерами проводников являются металлы, углерод и слой пота человеческого тела.

Заряженный проводник может переносить электроны, что позволяет ему быть заземленным

Материалы, которые не переносят электроны легко, называются изоляторами и по определению являются непроводящими.Некоторые известные изоляторы — это обычные пластмассы и стекло.

Изоляторы удерживают заряд, их нельзя заземлить и «отводить» заряд.

Как проводники, так и изоляторы могут заряжаться статическим электричеством и разряжаться. Электростатические заряды можно эффективно снять с проводников, заземлив их. Однако заземленный элемент должен быть токопроводящим или рассеивающим. С другой стороны, изолятор будет удерживать заряд и не может быть заземлен и «отводит» заряд.

Проводники и изоляторы в EPA

Первые два основных принципа ESD Control:

1. Заземлите все проводники, включая людей.
2. Снимите все изоляторы.

Для достижения №1 все поверхности, продукты и люди связаны с землей. Связывание означает соединение, обычно через сопротивление от 1 до 10 МОм. Ремешки для запястий и коврики для рабочей поверхности — одни из наиболее распространенных устройств, используемых для снятия статических зарядов.Браслеты отводят заряд от операторов, а правильно заземленный коврик обеспечит заземление для незащищенных устройств, чувствительных к электростатическому разряду. Подвижные предметы (например, контейнеры и инструменты) скрепляются путем нахождения на скрепленной поверхности или удерживания связанным человеком.

Однако что, если рассматриваемый статический заряд находится на чем-то, что нельзя заземлить, например, на изоляторе? Тогда вступит в силу № 2 наших принципов управления электростатическим разрядом. В соответствии со стандартом ESD «» все второстепенные изоляторы и предметы (пластик и бумага), такие как кофейные чашки, пищевые обертки и личные вещи, должны быть удалены с рабочей станции или любых других операция, при которой обрабатываются незащищенные ESDS. Угроза электростатического разряда, связанная с основными изоляторами технологического процесса или источниками электростатического поля , должна быть оценена, чтобы убедиться, что:

• электростатическое поле в месте работы с ESDS не должно превышать 5 000 В / м;

или

• если электростатический потенциал, измеренный на поверхности технологического изолятора, превышает 2 000 В, объект должен находиться на расстоянии не менее 30 см от ESDS; и

• Если электростатический потенциал, измеренный на поверхности технологического изолятора, превышает 125 В, объект должен находиться на расстоянии не менее 2,5 см от ESDS.”

[IEC 61340-5-1: 2016 пункт 5.3.4.2 Изоляторы]

Всегда держите изоляторы на расстоянии не менее 31 см от предметов ESDS

Изоляторы, необходимые для процесса

Ну, все мы знаем, что в жизни нет ничего черного и белого. Было бы легко просто следовать приведенным выше «правилам» и Боб — ваш дядя, но, к сожалению, это не всегда возможно. Бывают ситуации, когда упомянутый изолятор является предметом, используемым на рабочем месте, например ручным инструментом.Они необходимы — вы не можете просто выбросить их из EPA. Если вы это сделаете, работа не будет выполнена.

Итак, возникает вопрос — как «удалить» эти жизненно важные изоляторы, фактически не «удаляя» их из своего EPA? Сначала вы должны попробовать 2 варианта:

1. Замените обычные изоляционные предметы на антистатическую версию. Имеется множество инструментов и принадлежностей, которые защищены от электростатического разряда — от обработки документов до чашек и диспенсеров, щеток и мусорных баков. Они являются проводящими или рассеивающими и заменяют стандартные изолирующие разновидности, которые обычно используются на рабочем месте.Для получения дополнительной информации об использовании инструментов и аксессуаров, защищающих от электростатического разряда, прочтите этот пост.

2. Периодически наносите слой Topical Antistat. Reztore® Topical Antistat (или аналогичный раствор) предназначен для использования на поверхностях, не подверженных электростатическому разряду. После нанесения и высыхания поверхности остается антистатическое и защитное покрытие, рассеивающее статическое электричество. Покрытие, рассеивающее статическое электричество, позволяет заряду стекать при заземлении. Антистатические свойства снизят трибоэлектрическое напряжение до менее 200 вольт.Таким образом, он придает поверхностям электрические свойства, не подверженные электростатическому разряду, до тех пор, пока твердое покрытие не изнашивается.

Если эти два варианта не подходят для вашего применения, изолятор называют «необходимым для процесса», и поэтому нейтрализация с помощью ионизатора должна стать необходимой частью вашей программы управления электростатическим разрядом.

Нейтрализация

На большинстве рабочих станций ESD есть изоляторы или изолированные проводники, которые нельзя удалить или заменить. Их следует решать с помощью ионизации.Примерами некоторых распространенных основных изоляторов технологического процесса являются подложка для печатных плат, изолирующие испытательные приспособления и пластиковые корпуса изделий.

Корпуса для электронных устройств — изоляторы, необходимые для производства

Примером изолированных проводов могут быть токопроводящие дорожки или компоненты, установленные на печатной плате, которые не контактируют с рабочей поверхностью ESD.

Ионизатор создает большое количество положительно и отрицательно заряженных ионов. Вентиляторы помогают ионам течь по рабочей зоне.Ионизация может нейтрализовать статические заряды на изоляторе за считанные секунды, тем самым уменьшая их способность вызывать повреждение электростатическим разрядом. Заряженные ионы, созданные ионизатором, будут:

• нейтрализует заряды на технологических изоляторах
• нейтрализует заряды на второстепенных изоляторах
• нейтрализует изолированные проводники
• минимизировать трибоэлектрический заряд

Изоляторы и изолированные проводники широко используются в устройствах, чувствительных к электростатическому разряду (ESDS) — ионизаторы могут помочь

Сводка

Изоляторы по определению не являются проводниками и поэтому не могут быть заземлены.Изоляторы можно контролировать, выполнив следующие действия в EPA:

• Всегда держите изоляторы на расстоянии не менее 31 см от предметов ESDS или
• Замените обычные изоляционные элементы на версию с защитой от электростатического разряда или
• Периодически наносите слой Topical Antistat

Когда ничего из вышеперечисленного невозможно, изолятор называют «важным для процесса», и поэтому нейтрализация с помощью ионизатора должна стать необходимой частью вашей программы управления электростатическим разрядом.

ESD Journal — Заземление человеческого тела

Следующее статья, посвященная теме, которая может быть интересна нашим читатели. Эта технология не проверялась на пригодность технический персонал ESD Journal. В некоторых случаях мы можем иметь либо поддерживающее, либо отрицательное мнение. Однако мы публикуем, Вам решать.

ЗАЗЕМЛЕНИЕ ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ ТЕЛ ДЛЯ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ БИОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО НАПРЯЖЕНИЯ ОТ СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА И ЭДС.

А. Клинтон Обер
[см. Биографию г-на Обера]

Вентура, Калифорния

ВВЕДЕНИЕ

С начала времен, кроме последние несколько поколений люди прожили всю свою жизнь в основном в прямом физическом контакте с землей; поэтому предполагается что люди на протяжении всей эволюции имели естественную основу.

В наше время люди изолировали сами от контакта с землей, надев синтетическую подошву обувь и проживание в домах, которые возвышают тело над землей. Следовательно, люди больше не имеют естественного заземления, и теперь тело заряжается статическим электричеством и излучает электрический поля теперь могут создавать неестественные слабые электрические токи внутри тело.[1]

Эта работа свидетельствует о том, что потеря естественного грунта позволяет постороннему электричеству мешать с нормальной биоэлектрической деятельностью организма и подчеркивают ее, что тем самым мешает естественному здоровью и сну.

Сегодня физический стресс у всех, их мышцы напряжены, боли в спине и суставах являются нормой и большинство плохо спите.Все эти состояния связаны с избыточной стимуляцией. нервной системы и / или вмешательство биоэлектрических коммуникации между ячейками.

Например, мышцы реагируют только на к биоэлектрическим коммуникациям от нервов. Когда эти сообщения Мышцы напрягаются и остаются напряженными. Этот приводит к усталости, проблемам со скелетом и болям.

В какой степени ЭМП создают аномальные электрическая активность в / или на теле? В 1995 году Национальный институт наук об окружающей среде [NIEHS] и Департамент США Министерство энергетики [DOE] заявило, что обычное воздействие электрического и магнитного поля [ЭМП] от бытовых электрических проводов теперь создают неестественные слабые электрические токи между клетками человека.Другими словами 24 часа в день, если вы живете и спите в современном доме. [1]

Эти неестественные токи в корпус являются прямым результатом изоляции тела от земли контакт. Вопрос в том, являются ли эти токи вместе со статическими электричество, создаваемое на теле из-за ковров и т. д., мешает нормальные биоэлектрические функции?

Показание есть; согласно Американский институт стресса, более 75% всех посещений начальных школ терапевты теперь работают с состояниями здоровья, связанными со стрессом.В описание стресса; состояние постоянной тревоги и нервозности в котором мышцы становятся и остаются напряженными. Стресс теперь подтвержден быть основным виновником сердечно-сосудистых заболеваний, рака, желудочно-кишечного тракта, кожные, неврологические и эмоциональные расстройства, а также множество расстройств связаны с нарушениями иммунной системы, начиная от простуды и герпес, артрит и СПИД.[2]

В конце 1960-х, когда люди обувь на синтетической подошве, впервые диагностированная как стрессовая, ковры и тому подобное только что стали популярными, а электричество а бытовые электроприборы утроились по сравнению с предыдущим поколением.

У этих неестественных слабых электрических токи в теле тоже мешают спать?

Согласно Национальному Сну Отчет Фонда «Сон-2000» [3], почти две трети американских взрослые [62%] сейчас страдают от проблем со сном.У американцев есть самые удобные кровати и самая защищенная среда для сна в мире. Тем не менее, в традиционных обществах, где большинство людей спят на шкурах животных, травяных ковриках или непосредственно на земле, проблемы со сном не существует. [4] Что касается американцев, большинство сейчас спят в пределах 12 дюймов электрических проводов, спрятанных в стене во главе их кровать и с электрическими шнурами вокруг кровати или рядом с ней.Все из которых излучать электронные поля всю ночь и создавать слабые электрические токи в теле [1].

Дело в том, что большинство людей, с лучшим медицинским обслуживанием в истории человечества, теперь все больше и больше страдают от плохого сна и проблем со здоровьем, связанных со стрессом, предполагает, что что-то, в значительной степени неизвестное медицинскому сообществу и общественности, является неправильный.Резкое изменение естественного заземления тела чтобы теперь проводить неестественные слабые электрические токи между ячейками наиболее вероятный кандидат. Предоставляются косвенные доказательства тем фактом, что люди в традиционных обществах, поддерживающие контакты с землей не испытывают обычного сна и стресса, связанного с проблемы здоровья в современном мире [4]. И животные, которые живут в прямом контакте с землей.

Более убедительные доказательства сообщили NIEHS и DOE [1], что в какой-то лаборатории изучает биологические эффекты ЭМП:

-Изменения функций клеток и ткань — Ускоренный рост опухоли

-Снижение гормона мелатонина -Изменения биоритмов

-Изменения иммунной системы -Изменения активности мозга и частоты сердечных сокращений человека

Вопрос в том; восстанавливая естественные заземление к телу и тем самым нейтрализовать эти слабые электрические токи в теле и статическое электричество на теле, делают мышцы расслабиться и вернуться в нормальный сон?

В поисках ответа следующие тест был проведен.

МЕТОД И МАТЕРИАЛЫ

Для эффективного восстановления контакта с землей в течение длительного периода испытуемые спали на рассеивающем угле. матрасные подушки из волокна, помещенные под подогнанные простыни, через заземляющий провод [защищен линейным быстродействующим током 1/100 А предохранитель], к заземляющему стержню, вбитому в землю возле их спальни. окно.Заземленные наматрасники созданы таким образом, чтобы имитировать Плоскость земли в грядке.

Нарушения сна наряду с хроническими мышечная и суставная боль, которую испытуемые испытывали в течение как минимум шести месяцев были записаны для установления исходной линии.

Испытание длилось 30 дней.

ВЫБОР УЧАСТНИКОВ

Реклама, распространяемая по десять салонов красоты в округе Вентура, штат Калифорния, обратились к людям, испытывающим проблемы со сном, сопровождающиеся напряжением мышц и / или хроническим суставом боль для участия в исследовании.Из респондентов шестьдесят человек принимала участие.

Возраст испытуемых был от 23 до 74 года

субъектов мужского пола = 22

девушек = 38

Заявленные проблемы со сном = 100%

Заявленная хроническая мышца или сустав боль = 100%

Испытуемые были разделены случайным образом на две группы.Первая группа из тридцати спала на углеродном волокне. наматрасники, подключенные к специальному заземлению, снаружи окно их спальни. Вторая контрольная группа из тридцати человек спала. на матрасных подушках из углеродного волокна, но не были подключены к земле земля.

Электронное поле создало заряд на их тела были записаны с помощью вольтметра переменного тока, подключенного к земле контакт с землей и телом при помощи ручного зонда или электрода ЭКГ пластырь.

Измеренный заряд созданного электронного поля на телах испытуемых, лежащих в их кроватях, были следующие:

Испытуемые Контроль предметы

Менее 1 В 2 2

1 вольт или более 28 28

2 В или более * 16 15

3 В или более 8 6

4 В или более 4 3

5 или более вольт 3 2

* У всех испытуемых в среднем было 2+ вольт на их телах, когда они лежали в своих кроватях.

Измеренный заряд созданного электронного поля на телах испытуемых после заземления: в среднем 10 милливольт или менее.

РЕЗУЛЬТАТЫ

	испытуемых *		Субъекты управления **
Категории	То же	Улучшено	То же	Улучшено
Пора заснуть	4–15%	23 — 85%	20 — 87%	3–13%
Качество сна	2–7%	25 — 93%	20 — 87%	3–13%
Пробуждение, ощущение отдохнувшего	0–0%	27-100%	20 — 87%	3–13%
Жесткость и боль в мышцах	5–18%	22 — 82%	23–100%	0–0%
Хроническая спина и / или сустав боль	7 — 26%	20 — 74%	23–100%	0–0%
Общее благополучие	6 — 22%	21 — 78%	20 — 87%	3–13%

* От трех участников.** От семи участников отчеты не поступали.

ОБСУЖДЕНИЕ

Целью данной работы было предоставить доказательства того, что когда человеческое тело заземлено, оно естественно защищен от статического электричества и излучаемых электрических полей. Это подтвердили показания счетчика заземленного предмета. В Ожидалось, что польза от заземления расслабит мышцы и улучшить сон.Это тоже подтвердилось.

Заслуживает упоминания то, что несколько участники исследования заявили, что они также испытали значительное облегчение от астматических и респираторных заболеваний, ревматоидного артрита, ПМС, апноэ во сне и гипертония, во время сна заземлены. Эти неожиданные результаты показывают, что потеря контакта с землей играет гораздо большая роль в общем здоровье, чем предполагалось в начале этого исследования.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ПОДДЕРЖКА ЭТИМ РЕЗУЛЬТАТЫ

• В мае 1999 г. NIEH-EMF RAPID отчет, упоминается, что сообщалось о биологических эффектах люди, подвергающиеся воздействию ЭМП, таких как изменения уровня мелатонина не могут быть подтверждены исследованиями на животных. Таким образом, собственно последствия для людей неубедительны.[5]

В исследованиях на животных овцы подверглись воздействию к ЭМП от линии электропередачи, как сообщалось, не испытывали изменение уровня мелатонина. Овца, которая гуляла и спала прямо на землю были естественно заземлены во всем эксперимент. Тот факт, что уровень мелатонина у овец остается нормальным когда заземлено, подтверждает эти выводы о том, что когда люди заземлены их сон улучшается.

• Личная записка Роджера Когхилла, MA Biol. MI Biol. MA Environ Mgt. кто является ведущим исследователем ученый и автор, специализирующийся в области биоэлектромагнетизма, наука, изучающая взаимодействие электричества с органическая жизнь.

Да, я готов поверить что заземление поможет рассеять любые посторонние электрические поля, которые в противном случае могли бы повлиять на собственные эндогенные поля.Мы обнаружили, что последние жизненно важны для благополучия, с побочными эффектами при нарушении. Это также может быть путь вперед для защиты от высокочастотного излучения.

Бест, Роджер Когхилл 05.12.99

По результатам исследования пациента, кто участвовал в Mr.Обера, я заземлил кровати 35 человек. дополнительные пациенты в течение двухмесячного периода. Измерения электронного поля кровати в этой группе колеблется от 0,3 до 47 вольт до заземления. Разнообразие пользы для здоровья произошли в это время. Многие улучшения, такие как повышенная энергия и спортивные результаты, можно отнести к улучшенному сну, о котором сообщили почти все. Тем не мение, во многих случаях также реагировали метаболические и гормональные нарушения.Хроническая боль в спине прошла в нескольких случаях, жесткие артриты. суставы стали более гибкими, приступы астмы утихли, симптомы ПМС значительно уменьшилось. Эти указания подтверждают, что электронные поля действительно влияют тело.

ВЫВОДЫ

Важный результат этого исследования заключается в том, что человеческое тело при заземлении естественно защищено от статическое электричество и слабые электрические токи, возникающие в тело излучаемыми электрическими полями.Преимущества заземления тела есть; значительно улучшается сон, расслабляются мышцы, хроническая спина и боли в суставах утихают, и общее состояние здоровья улучшается.

ОСНОВНЫЕ ССЫЛКИ

1. Национальный институт окружающей среды Науки о здоровье и U.S. Министерство энергетики, вопросы и ответы об ЭДС, электрических и магнитных полях, связанных

с использованием электроэнергии [1995]

2. Американский институт стресса, www.stress.org/problems

3. Национальный фонд сна, www.sleepfoundation.org/pressarchives

4.Сны неизведанного ландшафта [1999] Кэрол М. Уортман, антрополог, Эмори

Университет Атланты, Джорджия

5. Национальный институт окружающей среды Быстрый отчет по медицинским наукам о EMF [май 1999 г.]

Для получения дополнительной информации об этом учеба или для сторон, заинтересованных в проведении дополнительных исследований по вопросам личного заземления и здоровья, пожалуйста, обращайтесь:

Clint Ober @ 805-844-0888 или по электронной почте Clintober @ вундеркинд.нетто

Статическое электричество | Ганноверская страховая группа

Разряд статического электричества (например, электростатический разряд) может вызвать возгорание и взрывы, часто приводящие к большим потерям. На этой странице кратко описаны свойства статического электричества и меры противопожарной защиты, связанные с электростатическим разрядом.

Введение

Статическое электричество непреднамеренно генерируется во время многих промышленных операций.Такие операции могут включать перенос жидкостей между контейнерами; смешивание и смешивание жидкостей; или дробление, измельчение или просеивание порошков. Хотя возникновение статического заряда вызывает беспокойство, повреждение вызывает электростатический разряд (ESD). ESD — это быстрое высвобождение или перенос электронов от одного объекта к другому, что приводит к нейтрализации заряда на обоих материалах.

Для возникновения электростатического разряда требуются три условия: должен быть процесс, который генерирует статический заряд, заряд должен накапливаться, и накопление заряда должно быть достаточно большим, чтобы вызвать электрический пробой окружающей атмосферы.Тип разряда и количество выделяемой энергии будут зависеть от физических и химических свойств системы.

ESD могут вызвать возгорание и взрывы. Чтобы это произошло, разряд должен происходить в воспламеняющейся или взрывоопасной атмосфере, и разряд должен быть достаточно сильным, чтобы воспламенить атмосферу. Если смесь находится за пределами допустимого диапазона воспламенения или статический разряд не обладает достаточной энергией, воспламенения не произойдет. Контроль любого из условий, необходимых для электростатического разряда, может снизить опасность статического электричества.Одним из распространенных методов, используемых для контроля опасности статического электричества, является использование соединения и заземления, например, при перекачке легковоспламеняющихся жидкостей. Связывание и заземление уменьшают количество генерации / накопления заряда и нейтрализуют заряд.

Этот отчет представляет собой введение в статическое электричество и контроль электростатического разряда. В нем описаны различные проблемы пожара, которые могут быть вызваны статическим электричеством, а также кратко описаны физика, природа, возникновение и методы борьбы.

Статическое электричество

Ядро атома содержит протоны с положительным зарядом и нейтроны без заряда. Поле электронов с отрицательным зарядом вращается вокруг ядра. Основываясь на этой фундаментальной структуре атомов, поверхности всех материалов будут обладать электронами. Когда материалы с различной концентрацией слабо связанных поверхностных электронов приводят в контакт друг с другом, поверхностные электроны пытаются уравновесить, позволяя атому стать электрически нейтральным.Пока два материала находятся в контакте, поверхностные электроны свободно обмениваются. Эта «связь» наиболее распространена, когда материалы состоят из материалов с большим количеством свободных электронов во внешней оболочке атома.

Когда материалы разделены, перенос электронов прекращается, и на поверхности обоих материалов может оставаться электрический заряд. Когда объект теряет электроны (например, становится положительно заряженным) или приобретает электроны (например, становится отрицательно заряженным), он развивает статический заряд.

Оставленный в статическом режиме, этот заряд может увеличиваться в размерах до тех пор, пока не перейдет в другой материал с противоположным зарядом. Типичный пример этого статического заряда — натирание хлопка (например, носков) по полиэстеру (например, ковру). Человек, соприкасающийся (то есть связанный) с хлопком, разовьет заряд. Когда этот человек касается другого предмета (например, дверной ручки) с меньшим зарядом, заряд переносится (то есть нейтрализуется). Если заряд имеет высокий потенциал, заряд может перекрывать воздушное пространство для рассеивания, что называется электростатическим разрядом.

Генерация статического заряда

Различные материалы и процессы могут приводить к образованию статического заряда, включая движение жидкостей по трубам и шлангам, распыление жидкостей и перемещение мелкодисперсных твердых частиц. Генерация статического заряда происходит в точке контакта материалов, которую часто называют относительной границей раздела. Генерация заряда обычно происходит, когда контакт включает движение, например, жидкость по шлангу. Это относительное движение позволяет увеличивать потенциал статического заряда.

Статический заряд часто возникает, когда материалы, которые обычно являются изоляторами, например бумага, контактируют с неизолирующими материалами, такими как сталь. Этот тип генерации заряда часто называют трибоэлектрическим или трением. Движение бумаги по ролику из нержавеющей стали позволяет передать бумагу свободные выборы на поверхности ролика. Это вызывает появление на бумаге отрицательного заряда, который может сохраняться в течение длительного времени (например, нескольких часов). Доказательства этого типа зарядки можно ясно продемонстрировать, потерев полиэтиленовый лист (т.е.е., сэндвич-пленка) поверх куска нержавеющей стали. Статический заряд на полиэтилене позволит ему прикрепляться к материалам с более низким потенциалом, таким как стены, что приводит к «статическому сцеплению».

Общие промышленные условия, при которых может возникать статическое электричество, включают:

• Поток жидкости по трубам и фильтрам.
• Заливка жидкости между двумя отдельными емкостями.
• Распыление проводящих жидкостей.
• Протирание поверхности изоляционного материала.
• Прохождение конвейеров по роликам.
• Дробление, измельчение и просеивание.
• Выгрузка порошка из пакетов.

Люди могут также накапливать статические заряды, ходя по изоляционным полам или коврам или снимая синтетическую одежду. Независимо от используемых материалов, процесс генерации заряда требует, чтобы разнородные поверхности контактировали друг с другом и передавали свободные электроны. В результате разделения один из материалов сохраняет заряд.

Электростатический разряд

Статические заряды со временем постепенно рассеиваются из-за естественного отталкивания одноименно заряженных атомов и молекул. Скорость рассеяния заряда будет зависеть от характеристик материала и наличия проводящего пути к материалу с другим электрическим состоянием. Если скорость образования заряда больше, чем скорость рассеивания заряда, или объект изолирован от проводящего пути, так что заряд не может выравниваться, статический заряд будет накапливаться на объекте.

Этот разряд энергии происходит, когда накопленный заряд достигает достаточно высокого потенциала, чтобы перекрыть воздушное пространство другому материалу. Существует несколько типов электростатических разрядов, в том числе искры, тлеющие коронки, щеточные разряды и объемные поверхностные разряды. По сути, тип разряда зависит от используемых материалов и формы области, где возникает перемычка между поверхностями. Электростатический разряд является важным источником воспламенения легковоспламеняющихся жидкостей, газов и некоторых видов пыли.

Легковоспламеняющиеся жидкости

Статический заряд возникает, когда жидкости движутся в контакте с другими материалами (например, с жидкостью, протекающей по трубе). Статический заряд также возникает во время смешивания, заливки, откачки, фильтрации или перемешивания жидкостей. Эта накопленная энергия представляет собой потенциальный источник воспламенения. Когда накопленный заряд рассеивается, возникающая энергия может воспламенить воспламеняющуюся паровоздушную смесь. Эта опасность наиболее велика, когда жидкости переносятся между контейнерами, могут стоять в открытых контейнерах или наноситься на поверхности, поскольку могут образовываться как статический заряд, так и воспламеняющаяся топливно-воздушная смесь.

Горючие газы

Как и в случае с легковоспламеняющимися жидкостями, статический разряд может привести к воспламенению горючих газов. Процесс, посредством которого это может происходить, в основном такой же, как и для жидкостей, за исключением того, что газы легче воспламеняются. Газы, не загрязненные твердыми или жидкими частицами, не генерируют значительного статического электричества. Однако статический заряд может возникнуть, если протекающий газ загрязнен пылью, оксидами металлов, частицами накипи, частицами жидкости или аэрозолями.

Пыль

Пыль, смещенная с поверхности, на которой она лежит, может генерировать значительный заряд. Общий развиваемый заряд зависит от химического состава материала, размера частиц и степени контакта с поверхностью. Генерация заряда возникает редко, если и пыль, и поверхность, на которой она лежит, являются проводниками. Однако это может произойти, если один материал является проводником, а другой — непроводником.

Когда горючая пыль взвешивается в воздухе и подвергается статическому разряду, может произойти взрыв.См. Дополнительную информацию по этой теме в разделе «Взрывы пыли».

Контроль электростатических разрядов

Для предотвращения воспламенения горючих смесей электростатическим разрядом можно использовать три основных метода. Они контролируют воспламеняющуюся смесь, контролируют накопление статического электричества и нейтрализуют заряд.

Контроль горючей смеси

Инерцирование горючих смесей, вентиляция помещения или перемещение оборудования, создающего статическое электричество, могут предотвратить возгорание горючих смесей, вызванное статическим электричеством.

Инертинг

Процесс инертизации легковоспламеняющейся смеси для предотвращения воспламенения достигается устранением или уменьшением содержания кислорода до точки, при которой смесь не может воспламениться. Наиболее эффективным методом инертизации смеси является введение в газовую смесь инертного газа, такого как азот, что приводит к дефициту кислорода в окружающей среде.

Вентиляция

Механическая вентиляция может использоваться аналогично инертизации. За счет использования механической вентиляции смесь может быть разбавлена ​​до уровня ниже ее воспламеняемости, в результате чего смесь будет слишком бедной для горения.Этот процесс также можно использовать для удаления горючей пыли от источников возгорания.

Переезд

Перемещение оборудования, производящего статическое электричество, является очень эффективным решением для контроля за воспламеняющейся средой. Этот метод желателен, потому что он устраняет источник возгорания и не полагается на другие методы контроля, которые могут дать сбой.

Контроль статической генерации

Контроль генерации статического электричества основан на контроле того, как эти материалы объединяются и разделяются.Тип материала, скорость контакта и продолжительность контакта — все это играет ключевую роль в генерации заряда. Контроль статического электричества зависит от материалов, контактирующих друг с другом.

Антистатические покрытия, добавки и спреи — все это снижает способность материала генерировать статический заряд за счет снижения поверхностного сопротивления материала, что позволяет статическому заряду течь на землю. Снижение поверхностного сопротивления материала позволяет электронам быстро рассеиваться, предотвращая высвобождение большого накопленного отрицательного заряда.

Углеводородное топливо содержит следовые количества материалов, которые могут диссоциировать на ионы. Во время потока топлива разделение заряда происходит на границе раздела между топливом и любым несмешивающимся материалом, например стенкой трубы. Эта статическая зарядка углеводородного топлива во время перекачки уже давно признана потенциальной опасностью взрыва. Опасность может быть уменьшена путем введения ограничений по расходу топлива во время перекачки продукта. Эта уменьшенная скорость потока позволяет электронному заряду рассеиваться быстрее, чем он может накапливаться на поверхности контейнера, тем самым предотвращая накопление статического электричества.

Нейтрализация заряда

Нейтрализация заряда — это процесс, при котором накопленные статические заряды одного электрического потенциала становятся нейтральными. Путем устранения (например, нейтрализации) заряда исключается возможность неконтролируемого рассеивания заряда и связанного с этим воспламенения. Методы нейтрализации заряда включают увлажнение, заземление и склеивание, ионизацию и статические гребни.

Увлажнение

Увлажнение — это процесс увеличения относительной влажности в рабочей зоне для предотвращения накопления статических зарядов на непроводящих материалах.Увлажнение наиболее эффективно для борьбы с накоплением статического электричества там, где в технологических процессах используются изоляционные материалы, такие как бумага, дерево и текстиль. Поскольку эти материалы обычно являются изоляторами, они могут накапливать статические заряды в результате обработки и повседневного обращения. При увеличении относительной влажности поверхности материалов становятся влажными. Эта влага увеличивает поверхностную проводимость, позволяя статическому заряду свободно рассеиваться. Чтобы быть эффективным, уровень влажности должен быть повышен как минимум до 60 процентов или выше.Увлажнение неэффективно для контроля статического электричества на материалах с высоким содержанием углеводородов из-за неспособности углеводородов поглощать воду.

Заземление (заземление) и соединение

Заземление и перемычка являются одними из наиболее распространенных методов рассеивания заряда. «Соединение» — это метод соединения двух или более проводящих объектов вместе с помощью проводящих проводов или кабелей. «Заземление» или «Заземление» — это метод соединения двух или более проводящих объектов с землей и особая форма соединения.Некоторые объекты по своей природе связаны с землей (например, подземные трубопроводы или подземные или надземные резервуары для хранения). Связывание сводит к минимуму потенциальные различия между проводящими объектами. Заземление устраняет или сводит к минимуму разницу потенциалов между проводящими объектами и землей.

Жидкости с температурой воспламенения º ниже 100 ° F (37,8 ° C) нельзя переносить между контейнерами, если оба контейнера не соединены или не заземлены. Правильное соединение или заземление необходимо для предотвращения накопления статического электричества, возникающего при переносе жидкостей.Положения для подключения или заземления включают:

• Электрическое соединение (т. Е. Скрепление) контейнеров друг с другом перед переносом жидкости.
• Электрическое соединение обоих контейнеров с заземлением перед перекачкой жидкости.

Дополнительное руководство по контролю статического электричества можно найти в NFPA 77, Recommended Practice on Static Electricity , опубликованном Национальной ассоциацией противопожарной защиты (NFPA). Приложение A к NFPA 77 содержит подробные чертежи различных методов соединения и заземления.Эти чертежи можно использовать в качестве руководства по типам методов заземления и соединения, которые могут применяться в различных процессах дозирования.

Склеивающие соединения могут выполняться с помощью зажимов под давлением, пайки или сварки. Зажимы аккумуляторного типа или магнитные зажимы могут использоваться для обеспечения контакта металла с металлом, в зависимости от типа используемых металлов.

Заземление также может быть выполнено с помощью «статической гребенки». Статическая расческа — это просто металлический стержень с рядом острых игл.Если заземленную статическую гребенку поднести близко к изолированному заряженному телу (или заряженной изолирующей поверхности), ионизация воздуха в точках обеспечит достаточную проводимость, чтобы заряд мог быстро рассеяться. Статические гребни обычно используются для рассеивания энергии в процессе, в котором используются изоляционные материалы, такие как бумага и текстиль. Гребень изготовлен из проводящего материала, такого как сталь или медь, который электрически соединен с землей (нейтралью). Поддерживая постоянный контакт с продуктом, поверхностные заряды, улавливаемые изолятором, рассеиваются через гребенку на землю, тем самым устраняя накопление статического электричества.Этот метод очень эффективен и используется как в производстве, так и в обычных устройствах, таких как компьютерный принтер.

Ионизация

Статический заряд проводящего объекта может свободно течь по поверхности объекта. На проводящем сферическом объекте заряд равномерно распределяется по поверхности. На проводящем несферическом объекте самоотталкивание заряда заставит его накапливаться на поверхности с наименьшим радиусом кривизны.

Если проводящее тело окружено воздухом (или другим газом) и на проводящем объекте есть острые иглы, заряд будет концентрироваться на них и производить ионизацию воздуха, делая его проводящим.Острый острие иглы позволяет проводнику достигать лишь небольшого напряжения, прежде чем скорость утечки или скорость рассеяния заряда сравняется со скоростью генерации заряда. Следовательно, на таком объекте не будет накапливаться статический заряд.

Резюме

Когда разнородные материалы соприкасаются друг с другом, могут возникать статические заряды. Эти заряды могут представлять собой незначительные неудобства или значительный источник энергии воспламенения в определенных условиях. Контроль образования, накопления и разряда статического электричества требует целенаправленного анализа задействованных процессов и реализации мер контроля.

Список литературы

1. Eckhoff, R.K. Взрывы пыли в обрабатывающих производствах . 2-е изд. Оксфорд, Великобритания: Elsevier, 1997.
.
2. Международный совет кодов (ICC). Международный кодекс пожарной безопасности . Фоллс-Черч, Вирджиния: ICC, 2015.
.
3. Luttgens, G., and N. Wilson. Опасность электростатического разряда . 1-е изд. Оксфорд, Великобритания: Linacre House, 1997.
.
4. Национальная ассоциация противопожарной защиты (NFPA). Справочник по противопожарной защите . 20-е изд.Куинси, Массачусетс: NFPA, 2008.
.
5. Рекомендуемая практика по статическому электричеству . NFPA 77. Куинси, Массачусетс: NFPA, 2014.

¹ Точка воспламенения . Точка воспламенения — это минимальная температура, при которой из жидкости выделяется достаточное количество пара для образования горючей смеси с воздухом.

---

АВТОРСКИЕ ПРАВА © 2016, ISO Services, Inc.

Рекомендации, советы и содержание этого материала предназначены только для информационных целей и не предназначены для рассмотрения всех возможных юридических обязательств, опасностей, нарушений кодекса, потенциальных убытков или исключений из надлежащей практики.Ганноверская страховая компания и ее филиалы и дочерние компании («Ганновер») прямо отказываются от каких-либо гарантий или заявлений о том, что принятие любых рекомендаций или советов, содержащихся в данном документе, сделает любые помещения, имущество или работу безопасными или в соответствии с любым законом или постановлением. Ни при каких обстоятельствах этот материал или ваше согласие с любыми рекомендациями или советами, содержащимися в нем, не должны истолковываться как устанавливающие наличие или доступность какого-либо страхового покрытия в The Hanover.Предоставляя вам эту информацию, The Hanover не берет на себя (и, в частности, отказывается от каких-либо обязательств) перед вами никаких обязательств или ответственности. Решение о принятии или выполнении любых рекомендаций или советов, содержащихся в этом материале, должно приниматься вами.

LC ДЕК 2018 2015-152
171-1199 (18.04)

Защита от статического электричества посредством соединения и заземления

Время чтения: 13 минут

Сегодня во многих электрических установках некоторые потребности в защите выходят за рамки требований Кодекса к установке.Статическое электричество и накопление статических зарядов являются серьезной проблемой во многих установках, таких как центры обработки данных, полупроводниковые объекты и многие опасные (классифицированные) места. В мире информационных технологий (ИТ) минимизация статического электричества и циркулирующих токов является проблемой для защиты чувствительного электронного оборудования и событий, ведущих к потере данных. С другой стороны, в опасных (классифицированных) местах электрическая проводка, включая цепи заземления и соединения, чрезвычайно важна для безопасности людей и имущества.Поскольку во взрывоопасных средах первоочередное внимание уделяется источникам возгорания, часто необходимо обеспечить более усиленную систему защиты от статического электричества во взрывоопасных зонах. Поэтому многие инженерные решения в этих типах электроустановок включают систему защиты от статического электричества. В этой статье дается общий обзор некоторых из этих проблем, некоторых основ статического электричества и некоторых методов защиты, которые можно использовать для обеспечения дополнительной защиты от статического электричества.

Фото 1. Оборудование статического заземления в работе при перекачке топлива

Влажность и ее влияние

Заземление оборудования не обязательно является решением статических проблем. Каждая проблема требует своего изучения и решения, хотя влажность играет важную роль в степени беспокойства. Чем выше влажность, тем меньше вероятность возникновения статического разряда. В некоторых отраслях промышленности повышение влажности в зоне статического разряда было признано эффективным для рассеивания заряда.Один из примеров — полиграфическая промышленность.

Хотя увлажнение действительно увеличивает поверхностную проводимость материала, заряд рассеивается только при наличии проводящего пути к земле. Поверхностное сопротивление многих материалов можно контролировать с помощью влажности окружающей среды. При влажности 65% и выше

Фото 2. Подключение оборудования для защиты от статического электричества и заземления к подвижному танкерному судну в процессе погрузки

Поверхность

большинства материалов будет адсорбировать достаточно влаги, чтобы обеспечить поверхностную проводимость, достаточную для предотвращения накопления статического электричества.Когда влажность падает ниже 30 процентов, эти же материалы могут стать хорошими изоляторами, и в этом случае накопление заряда увеличится. Следует еще раз подчеркнуть, что увлажнение не является решением всех возникающих проблем статического электричества, потому что некоторые изоляционные материалы не адсорбируют влагу из воздуха, а высокая влажность не приведет к заметному снижению их поверхностного сопротивления. Примерами таких изоляционных материалов являются незагрязненные поверхности некоторых полимерных материалов, таких как пластиковые трубы, емкости и поверхность большинства жидкостей нефти [NFPA 77 6.4.2.3].

Источник статического электричества

Следует четко понимать, что основной целью обеспечения статической защиты является устранение источника возгорания в виде треугольника огня. Необходимая степень дополнительной защиты зависит от каждого встречающегося состояния. Для обеспечения такой защиты нет обязательных требований электротехнического кодекса; однако опасности все же существуют, и их следует учитывать в целях безопасности. Как правило, тип установки, тип взрывоопасной или воспламеняющейся атмосферы (пыль или газы) и окружающая среда — все это факторы, влияющие на степень или величину статического электричества как источника воспламенения.Чтобы разряд статического электричества стал источником возгорания, должны одновременно существовать следующие четыре условия:

1. Должны присутствовать эффективные средства разделения заряда.

2. Должны быть доступны средства для накопления разделенных зарядов и поддержания разности электрических потенциалов.

3. Должен произойти разряд статического электричества достаточной энергии.

4. Разряд должен происходить в горючей смеси [NFPA 77 — 4.3.1].

Искры от незаземленных заряженных проводников, включая тело человека, являются причиной большинства пожаров и взрывов, вызванных статическим электричеством. Искры обычно представляют собой интенсивные емкостные разряды, возникающие в зазоре между двумя заряженными проводящими телами, обычно металлическими. Способность разрядной искры вызывать воспламенение или взрыв напрямую зависит от ее энергии, которая составляет некоторую долю от общей энергии, запасенной в проводящем объекте.

Помимо NEC

NEC посредством мелкого шрифта ссылается на Рекомендуемую практику по статическому электричеству, NFPA 77-2000.Важно подчеркнуть, что эти методы защиты от статического электричества и источников статического возгорания должны перекрывать требования Кодекса и никогда не предназначены для замены этих требований.

Определения

Статический электрический разряд . Выделение статического электричества в виде искры, коронного разряда, щеточного разряда или распространяющегося щеточного разряда, способного вызвать возгорание при определенных обстоятельствах [NFPA 77 3.1.16].

Статическое электричество . Электрический заряд, который имеет значение только для эффектов его составляющей электрического поля и не проявляет значимой составляющей магнитного поля [NFPA 77 3.1.17].

Основы статического электричества

Рис. 1. Две металлические пластины (проводники), каждая с одинаковыми зарядами

Любая материя, будь то жидкая или твёрдая, состоит из атомов различного расположения. Атомы состоят из положительно заряженных протонов и нейтронов без заряда, которые вместе образуют ядро ​​или ядро ​​атома; отрицательно заряженные электроны окружают ядро.В нормальном состоянии атомы считаются электрически нейтральными; в основном это означает, что присутствуют равные количества положительного и отрицательного заряда. Атомы могут стать так называемыми «заряженными», когда существует избыток или недостаток электронов относительно нейтрального состояния (см. Рисунки 1 и 2).

Рисунок 2. Две металлические пластины (проводники) с разноименными зарядами

В электропроводящих материалах, таких как металлы черных и цветных металлов, электроны перемещаются свободно.В материалах, состоящих из изоляционных материалов, таких как пластик, стекло, моторное масло и т. Д., Электроны более плотно связаны с ядром атома и не могут двигаться. Некоторыми примерами электропроводящих материалов являются провода, металлические корпуса, шины и т. Д., В то время как изоляционные материалы включают такие предметы, как стекло, нефтепродукты, бумага, резина и т. Д.

В изоляционных материалах в виде жидкостей электрон может отделяться от одного атома и свободно перемещаться или присоединяться к другому атому, образуя отрицательный ион.Атом, теряющий электрон, становится положительным ионом. Ионы — это заряженные атомы и молекулы.

Рис. 3. Человек, держащий статический заряд

Удаление или разделение заряда, как правило, невозможно полностью предотвратить, поскольку источник заряда находится на границе раздела материалов. Когда материалы соприкасаются, некоторые электроны перемещаются от одного материала к другому до тех пор, пока не будет достигнут баланс (состояние равновесия) по энергии. Это разделение зарядов наиболее заметно в жидкостях, которые контактируют с твердыми поверхностями, и в твердых телах, контактирующих с другими твердыми телами.Поток чистого газа по твердой поверхности вызывает незначительный заряд [NFPA 77- 4.1.8]. Это основная причина появления предупреждений об опасности при выдаче бензина на ТРК. Важно соблюдать и соблюдать все предупреждения и указания, касающиеся переливания бензина в автомобиль или переносной контейнер. При заправке всегда ставьте переносные контейнеры с бензином на землю, в противном случае зарядные токи позволяют статическим зарядам накапливаться без пути для их рассеивания.Вероятность воспламенения или взрыва паров бензина во время этих операций увеличивается, если не соблюдаются все соответствующие процедуры безопасности. Устранение разницы потенциалов (напряжений) между объектами снижает эти опасности.

Статический разряд и разделение

Рис. 4. Заряженный человек разряжается на объект с другим потенциалом. В данном случае это заземленный объект

Конденсатор описывается в основном как два проводника, разделенных изоляционным материалом.В статических электрических явлениях заряд обычно отделяется резистивным барьером, таким как воздушный зазор или форма изоляции между проводниками, или изолирующими свойствами материалов, которые обрабатываются или обрабатываются. Во многих приложениях, особенно в тех, где обрабатываемые материалы являются непроводящими (заряженные изоляторы), измерение разности потенциалов, мягко говоря, затруднительно.

Один, вероятно, наиболее знаком с обычным статическим зарядом, возникающим при ходьбе или трении ногами о волокна ковра.Люди являются проводниками электричества и поэтому способны удерживать статический заряд. Сброс таких статических зарядов также знаком большинству людей. Когда это явление впервые осознается, детей часто забавляют и развлекают. Электрический статический заряд возникает в результате трения материалов друг о друга и известен как трибоэлектрический заряд. Это результат воздействия на поверхностные электроны различных энергий в прилегающем материале, так что, вероятно, произойдет разделение зарядов (разряд).Распад жидкости из-за разбрызгивания и запотевания или даже потока в некоторых случаях приводит к аналогичному высвобождению заряда. Необходимо всего лишь перенести около одного электрона на каждые 500 000 атомов, чтобы создать состояние, которое может привести к статическому электрическому разряду. Загрязнения на поверхности в очень низких концентрациях могут играть значительную роль в разделении зарядов на границе раздела материалов.

Электропроводящие материалы могут заряжаться, когда они находятся рядом с другой сильно заряженной поверхностью.Электроны в проводящем материале либо притягиваются, либо отталкиваются от области наибольшего сближения с заряженной поверхностью, в зависимости от природы заряда на этой поверхности. Подобные обвинения будут отталкивать, а непохожие — притягивать. Если электрически проводящий материал, который заряжен, подключен к земле или связан с другим объектом, дополнительные электроны могут проходить к земле или объекту или от них. Если затем контакт прерывается и проводящий материал и заряженная поверхность разделены, заряд на изолированном проводящем объекте изменяется.Передаваемый чистый заряд называется индуцированным зарядом.

Основная цель при работе с опасностями и опасностями статического электричества и паразитных напряжений состоит в том, чтобы попытаться устранить или, по крайней мере, минимизировать любые различия потенциалов между электропроводящими объектами и другими объектами и землей. Потенциальная разница, то есть напряжение, между любыми двумя точками — это работа на единицу заряда, которая должна быть сделана для перемещения зарядов из одной точки в другую.Необходимо провести работу по разделению зарядов, и существует тенденция возврата зарядов к нейтральному (незаряженному) состоянию. Разделение электрического заряда само по себе не может быть потенциальной опасностью пожара или взрыва. Должен произойти разряд или внезапная рекомбинация разделенных зарядов, чтобы создать дугу и создать опасность воспламенения. Один из лучших методов защиты от статического электрического разряда — это создание электропроводящего или полупроводящего пути, который позволит осуществлять контролируемую рекомбинацию зарядов и рассеивание зарядов (обычно на землю).Два термина, которые чаще всего используются при обеспечении защиты от статического электричества и молнии, — это заземление или одно из его производных и соединение или одно из его производных.

Фото 3. Оборудование для защиты от статического электричества (ручного типа), используемое для установления связующего соединения между резервуаром для хранения топливной добавки и мобильными судами или переносными контейнерами во время процесса транспортировки

Определения заземления и соединения

Согласно NFPA 70
Заземлен. Подключен к земле или к некоторому проводящему телу, который служит вместо земли [NFPA 70 Статья 100].

Бондинг (скрепленный). Постоянное соединение металлических частей для образования электропроводящего пути, обеспечивающего непрерывность электрического тока и способность безопасно проводить любой ток, который может возникнуть [NFPA 70, статья 100].

Согласно NFPA 77
Заземление. Процесс соединения одного или нескольких проводящих объектов с землей, так что все объекты имеют нулевой (0) электрический потенциал; также называется «заземлением» [NFPA 77 — 3.1.10]. Имейте в виду, что термин «заземление» в настоящее время не является определенным термином.

Склеивание. Процесс соединения двух или более проводящих объектов вместе с помощью проводника так, чтобы у них был одинаковый электрический потенциал, но не обязательно такой же, как у земли [NFPA 77 — 3.1.2].

Применение Условий

Таким образом, для всех практических целей, когда используется термин «заземление», его следует рассматривать как включающее соединение или путь к земле, чтобы подвести электропроводящие материалы к тому же потенциалу, что и земля.Когда используется термин «связывание», его следует рассматривать как соединение электропроводящих материалов вместе, чтобы устранить разницу потенциалов между ними и сформировать одну проводящую массу. Обратите внимание, что соединение обычно включает путь к земле, но земля не упоминается в определении. См. Рисунки 5, 6 и 7, которые наглядно демонстрируют различия между двумя концепциями, а также демонстрируют их совместную работу для обеспечения желаемой защиты. Можно сделать вывод, что соединение проводящих частей вместе сводит к минимуму разность потенциалов между ними, даже если полученная система не заземлена.С другой стороны, заземление выравнивает разность потенциалов между объектами и землей. Взаимосвязь между соединением и заземлением показана на рисунках 5, 6 и 7.

Рисунок 5. Автомобиль, заземленный (заземленный)

Рис. 6. Два автомобиля, соединенные вместе (скрепленные)

Рис. 7. Два автомобиля соединены вместе (соединены), и одно транспортное средство также соединено с землей (заземлено)

Контроль опасностей возгорания статическим электричеством

Опасность воспламенения от статического электричества можно контролировать следующими методами:

1.Удаление воспламеняющейся смеси из зоны, где статическое электричество может вызвать воспламеняющийся разряд

2. Снижение образования заряда, накопления заряда или того и другого посредством модификации процесса или продукта

3. Обезвреживание обвинений

Заземление изолированных проводов и ионизация воздуха являются основными методами нейтрализации зарядов.

Сопротивление на пути к земле

Рис. 8. Барабанные контейнеры с продуктами на масляной основе в складском помещении со статической системой заземления и скрепления, применяемой в этом месте

Чтобы предотвратить накопление статического электричества в проводящем оборудовании, общее сопротивление пути к земле (заземляющего пути) должно быть минимальным, чтобы рассеивать заряды, которые в противном случае могли бы присутствовать.Основная цель здесь — создать путь рассеяния, который не будет подвергаться отрицательным эффектам нагнетания электронов под давлением. Обычно достаточным считается сопротивление 1 МОм (106 Ом) или меньше. Если система соединения / заземления полностью металлическая, сопротивление в непрерывных путях заземления обычно будет менее 10 Ом. Такие системы обычно включают многокомпонентные системы. Повышенное сопротивление обычно указывает на то, что металлический путь не является непрерывным, обычно из-за ослабленных соединений или последствий коррозии.Система заземления, приемлемая для силовых цепей или молниезащиты, более чем подходит для системы заземления статического электричества.

NEC устанавливает правила определения размеров заземляющих и соединительных проводов. Таблицы 250.66 и 250.122 предназначены для этой цели. Размеры заземляющих и соединяющих проводов для защиты от статического электричества различаются, потому что их основное назначение отличается. Если электрические проводники проволочного типа используются для защиты от статического электричества, минимальный размер соединительного или заземляющего провода определяется механической прочностью, а не его допустимой нагрузкой по току.Для соединения проводов, которые будут часто подключаться и отключаться, следует использовать многожильные или плетеные провода [NFPA 77

Рис. 9. Типичная перекачка нефтепродуктов из бестарного хранилища

6.4.1.3]. Заземляющие проводники могут быть изолированными (например, кабель в оболочке или с пластиковым покрытием) или неизолированными (например, неизолированные проводники). Рекомендуются неизолированные электрические проводники (провода), потому что в них легче обнаружить дефекты.

Жидкости, протекающие по трубам

Разделение заряда происходит, когда жидкость течет по трубам, шлангам и фильтрам; когда при перегрузочных операциях происходит разбрызгивание; или когда жидкости перемешиваются или взбалтываются.Чем больше площадь поверхности раздела между жидкостью и поверхностями и чем выше скорость потока, тем выше скорость зарядки. Заряды смешиваются с жидкостью и попадают в приемные емкости, где могут накапливаться. Заряд часто характеризуется объемной плотностью заряда и потоком, текущим в сосуд. Примерами такой ситуации являются случаи, когда топливо перекачивается с более крупного мобильного или стационарного судна на судно меньшего размера или когда бензин подается из заправочной колонки в пассажирское транспортное средство.

В бестарных хранилищах топлива, где количество перемещаемого продукта велико, усиливается озабоченность по поводу надлежащего уровня защиты от статического электричества. Системы и оборудование статического заземления и заземления изготавливаются специально для обеспечения этого типа защиты. Эти системы часто связаны с насосными операциями, чтобы не допустить потока топлива или масла в системы трубопроводов до тех пор, пока они не будут подключены. Другие типы защиты включают только механическое соединение между резервуаром для хранения насыпных грузов и меньшим судном без системы электрической блокировки (см. Фото 1 и 2).Подобные операции также часто наблюдаются в аэропорту, где воздушные суда заправляются мобильными автомобилями.

Заземляющие резервуары для хранения непроводящих жидкостей

Резервуары для хранения непроводящих жидкостей должны быть правильно заземлены. Резервуары для хранения на фундаменте, построенном на земле, считаются заземленными по своей природе независимо от типа фундамента (например, бетон, песок или асфальт). Для резервуаров на возвышенных фундаментах или опорах сопротивление заземления может достигать 100 Ом и при этом считаться достаточно заземленным для целей рассеивания статических электрических зарядов, но сопротивление должно быть проверено в этих случаях для уверенности в том, что адекватный путь к земля достигнута.Добавление заземляющих стержней и аналогичных систем заземления не снизит опасность, связанную со статическими электрическими зарядами, обнаруживаемыми в жидкости [NFPA 77 7.5.2.2].

Основные проблемы статического электричества с горючей пылью

Горючая пыль определяется как любой мелкодисперсный твердый материал диаметром 420 мкм или меньше (т.е. материал, который проходит через стандартное сито США № 40), который может представлять опасность возгорания или дефлаграции. Чтобы статический электрический разряд воспламенил горючую пыль, должны быть выполнены четыре условия, перечисленные в параграфе четыре.

Необходимо присутствие достаточного количества пыли, взвешенной в воздухе, для обеспечения устойчивого горения при воспламенении. Это минимальное количество называется минимальной подверженной воздействию концентрацией (MEC). Это наименьшая концентрация, выраженная в массе на единицу объема, для данного размера частиц, которая будет поддерживать горение при равномерном взвешивании в воздухе.

По историческим причинам способность твердого тела передавать электрические заряды характеризуется его объемным удельным сопротивлением.Для жидкостей эта способность характеризуется ее проводимостью.

Порошки

делятся на следующие три группы:

(а) Порошки с низким удельным сопротивлением и объемным удельным сопротивлением в массе до 108 Ом-м. Примеры включают металлы, угольную пыль и технический углерод.

(b) Порошки со средним удельным сопротивлением и объемным удельным сопротивлением от 108 до 1010 Ом-м. Примеры включают множество органических порошков и сельскохозяйственных продуктов.

(c) Порошки с высоким удельным сопротивлением и объемным удельным сопротивлением более 1010 Ом-м.Примеры включают органические порошки, синтетические полимеры и кварц [NFPA 77 8.4.2.1].

Порошки с более низким удельным сопротивлением склонны к действию статических зарядов и могут заряжаться во время потока. Заряд быстро рассеивается, когда порошок переносится в заземленное устройство хранения или контейнер. Однако при попадании в непроводящий контейнер накопленный заряд может вызвать искру, поскольку заряд в пыли и мощности пытается уравнять разность потенциалов во время этого процесса.

Сведение к минимуму эффектов заряда и разницы потенциалов имеет решающее значение для защиты от пожаров и взрывов, связанных с этими типами операций. В Кодексе рассматривается соединение систем металлических воздуховодов только посредством ссылки из примечания мелким шрифтом [см. Раздел 250.104 (B) FPN]. Хотя очевидно, что этот тип соединения не является требованием NEC в соответствии с 90.5 (C), он вполне может быть требованием, содержащимся в других стандартах NFPA, применимых к конкретным установкам или особым помещениям.Даже если этот тип защиты является только рекомендуемой практикой, опыт показал, что это лучшие и наиболее распространенные методы, которые обычно применяются.

Сводка

Эта статья не предназначалась для того, чтобы полностью охватить все проблемы и методы защиты от статического электричества, а только для того, чтобы повысить уровень осведомленности об опасностях и о том, где можно получить информацию для помощи во внедрении соответствующих систем защиты. NEC предоставляет ссылку в примечании мелким шрифтом (FPN) к Рекомендуемой практике по статическому электричеству, NFPA 77-2000.Американский институт нефти (API) также выпустил документ под названием «Защита от возгораний, возникающих в результате статических молний и блуждающих токов» API RP 2003–1998. В разделах 3.2 и 3.3 Зеленой книги IEEE также есть отличная информация о статическом электричестве и мерах защиты, которые можно предпринять.

Электрическое заземление с использованием нейтрализатора замыкания на землю (катушка Петерсена) Метод

Основным преимуществом использования метода незаземления на промышленных предприятиях и в коммунальных системах является возможность поддерживать всю сеть в рабочем состоянии до устранения неисправности во время отключения для обслуживания или временных отказов.

Однако этот метод имеет недостатки, в том числе перенапряжение и феррорезонанс. Эти трудности могут быть устранены путем подключения нейтрали системы к земле через реактор с железным сердечником с высоким импедансом, известный как нейтрализатор замыкания на землю или катушка Петерсена, сохраняя преимущество непрерывности питания с улучшенными характеристиками.

Что такое катушка Петерсена?

Нейтрализатор замыкания на землю, или катушка Петерсена, представляет собой реактор с железным сердечником с высоким импедансом, используемый в трехфазных сетях для уменьшения тока одиночного замыкания на землю, уменьшения количества срабатываний выключателя и повышения непрерывности работы.

Он был изобретен в 1916 году профессором Вальдемаром Петерсеном из Дармштадта, Германия, в результате его исследования явлений замыкания на землю. Чтобы поддержать это решение проблемы перебоев в подаче электроэнергии, он представил выдающийся анализ фундаментальных фактов с исчерпывающим и аргументированным теоретическим изложением своего изобретения.

Хотя Петерсен запатентовал свое изобретение как «Ограничение или подавление токов замыкания на землю, например, катушка Петерсена», существует некоторый недостаток последовательной и адекватной терминологии, чтобы назвать этот метод.Некоторые термины переоценивают действие, которое происходит во время замыканий на землю, вызванных пробоями в воздухе. Другие выражения указывают на то, что устройство состоит из змеевика, что влечет за собой его конструкцию как однофазный реактор. Широко используемый термин «дугогасящая катушка» не совсем удовлетворителен по обеим причинам, упомянутым выше. Также используются слова «настроенный-заземленный» и «резонансно-заземленный» из-за условий, которые мы увидим в следующих разделах.

Американский термин «нейтрализатор замыкания на землю» охватывает функцию устройства во время устойчивых замыканий на землю, а также защиту в случае сбоев в системах с большими токами зарядки.

В энергосистеме емкостной ток повреждения возвращается в систему через неисправность. Точно так же любой добавленный компонент тока повреждения, исходящий от других проводов между системой и землей, вернется через короткое замыкание. Результирующий ток короткого замыкания будет представлять собой наложение различных компонентов. Если два тока короткого замыкания одинаковой величины и противоположного знака сливаются в месте замыкания, они нейтрализуют друг друга.

Существенной особенностью изобретения Петерсена является добавление индуктивного тока соответствующей величины для нейтрализации емкостного тока короткого замыкания.

Ток нейтрализации может поступать от любого источника, если через повреждение проходит правильная величина. Первый подход может заключаться в подключении трехфазного реактора параллельно емкости к земле каждого проводника (рис. 1).

Рисунок 1. Устройство нейтрализации трехфазного замыкания на землю

Когда есть замыкание на землю в одной фазе, емкостной ток номинальной частоты, протекающий между неповрежденными фазами и землей (зарядный ток), будет по существу равен току номинальной частоты, протекающему в заземляющих реакторах.Эти компоненты будут сдвинуты по фазе на 180 ° в месте повреждения, и эффект нейтрализации будет очевиден.

Напряжение нейтрали повышается до межфазного напряжения неисправного проводника, и линейное напряжение появляется во всей системе между землей и двумя неповрежденными линиями (увеличение на 73%).

Ток через емкость:

Ic = Vph ∙ ω ∙ C

, а ток через реактор:

Ir = Vph / ω ∙ L

где:

• Vph = среднеквадратичное значение напряжения вектора
• ω = радианная частота
• C = емкость
• L = индуктивность

Удовлетворяя условию ω ∙ L = 1 / ω ∙ C, мы можем подтвердить, что токи через емкости и реактор нейтрализуют друг друга.

Трехфазный метод теоретически верен, но экономически не оправдан. Реактор, подключенный к неисправной фазе, не работает и снижает рабочую мощность до двух третей (или менее) от общей установленной мощности. Токи через два работающих реактора сдвинуты по фазе на 60 °, и результирующий ток в 1,73 раза больше тока через один реактор (I0L).

Схема, показанная на рисунке 1, не является практическим предложением, но поучительно сравнить эту базовую форму фазового заземления с более совершенным применением того же принципа с реактором, подключенным к нейтрали, как показано на рисунке 2.Петерсен привел оба решения в своем оригинальном немецком патенте.

Рисунок 2. Емкостный и индуктивный токи

Реактор подключается к нейтралам генераторов, распределительным трансформаторам или зигзагообразным заземляющим трансформаторам.

Взаимодействие между проводниками системы и землей эквивалентно представлено тремя емкостями относительно земли, перенесенными на нейтраль источника.Индуктивное сопротивление заземления, подключенное к нейтрали напрямую или через заземляющий трансформатор, будет появляться параллельно передаваемым емкостям.

В данном случае полное емкостное сопротивление относительно земли составляет:

1 / Σ ω ∙ Cn

, где n = 1, 2 и 3 для трехфазной системы.

Индуктивное реактивное сопротивление, удовлетворяющее условию

ω ∙ L = 1 / Σ ω ∙ Cn

отменяет такое емкостное реактивное сопротивление. Это выражение является правилом Петерсена для настройки заземляющих реакторов в соответствии с емкостью системы и согласуется с условием входа цепи в резонанс.

Система может быть настроена на 100% или не настроена. Когда он настроен, он может быть недокомпенсирован или чрезмерно компенсирован, в зависимости от баланса между емкостью и индуктивностью.

На рис. 2 показаны величины емкостных и индуктивных токов, протекающих во время одного замыкания на землю. Показанные числа даны на единицу (о.е.), с током перед повреждением 1 о.е. через естественную емкость относительно земли. Согласно действующему закону Кирхгофа, Ib + Ic + 3I0L = 0 на нейтрали.

На рис. 3 показана результирующая векторная диаграмма.

Рисунок 3. Напряжения и токи при одиночном замыкании на землю в фазе А

Исследование поведения системы методом симметричных компонент

Давайте проанализируем действие нейтрализатора замыкания на землю, расположенного в нейтрали, с использованием симметричных компонентов.

На рисунке 4 показано последовательное соединение сетей прямой, обратной и нулевой последовательности при однофазном замыкании на землю в фазе a.

Рисунок 4. Подключение цепей последовательности для одиночного замыкания на землю на фазе А

Значения X1c, X2c и Xₒc, то есть распределенные емкостные реактивные сопротивления, существенны по сравнению со значениями последовательного импеданса Z1s, Z2s, ZTx, Z1line, Z2line и Zₒline. Затем Z1s и ZTx замыкают накоротко X1c в сети прямой последовательности, а Z2s и ZTx замыкают накоротко X2c в сети обратной последовательности.Кроме того, сумма импедансов источника, трансформатора и линии приближается к нулю по сравнению с параллелью Xₒc и 3X ւ.

Для расчета тока короткого замыкания в фазе а подойдет сеть нулевой последовательности.

На рис. 5 показано соединение цепей последовательного включения несколько по-другому, с выделением распределения тока в реакторе, трансформаторе и емкости. В этом анализе не учитывается сопротивление импеданса трансформатора.

Рисунок 5. Распределение тока в сети нулевой последовательности

Обратите внимание, что ток через реактор на рисунке 5 только в один раз превышает индуктивный компонент цепи нулевой последовательности, тогда как на рисунке 2 он был в три раза. Это обстоятельство не должно вызывать путаницу, поскольку это всего лишь алгебраический трюк, в котором число три переходит от тока к индуктивности, но их произведение, напряжение, остается прежним. Важно помнить, что реактивное сопротивление нейтрали имеет практическое значение, в три раза превышающее его реальное значение.

Для расчета приблизительного реального значения необходимого реактивного сопротивления нейтрали (в исправном состоянии системы) мы используем уравнение:

Xt + 3X ւ = Xₒc

и получаем:

X ւ = 1/3 (Xₒc — Xt)

Из рисунка 5:

Zₒ = j (Xt + 3X ւ) ∙ (-j Xₒc) / (j Xt + 3jX ւ — j Xₒc)

Но при резонансе:

ƖXt + 3X ւ Ɩ = ƖXₒcƖ

, затем:

Zₒ = j (Xt + 3X ւ) ∙ (-j Xₒc) / 0 = ꝏ

Действует как разомкнутая цепь.

Когда одиночное замыкание между фазой и землей происходит в фазе a и Zₒ =, напряжение нулевой последовательности при коротком замыкании будет напряжением между фазой и нейтралью перед повреждением фазы a. Это напряжение позволит емкостным и индуктивным токам протекать в контуре нулевой последовательности, хотя ток не будет течь в сетях прямой и обратной последовательности.

Обратный путь через короткое замыкание несет только небольшой остаточный ток из-за компонентов потерь мощности (включая потери тока утечки изолятора и потери на коронный разряд), гармоник и несовершенной настройки.Компонент потери мощности будет совпадать по фазе с напряжением; напряжение и ток одновременно проходят через ноль и гаснут дугу на землю без повторного зажигания.

Полезным аспектом остаточного тока является то, что он помогает обнаруживать постоянные повреждения.

Кроме того, после гашения дуги резонансное состояние будет поддерживать величину напряжения на ней очень близкой к напряжению нулевой последовательности. Это состояние низкого напряжения будет дополнять небольшой остаточный ток при гашении дуги и предотвращении повторного пробоя.В компенсированной системе время восстановления напряжения намного меньше, чем в незаземленных сетях.

Ток замыкания на землю может составлять примерно 3-10% от тока в незаземленной системе. Напротив, величина циркулирующего тока в контуре, образованном реактором, и естественная емкость относительно земли могут быть значительными.

Обычно естественная емкость относительно земли в неперемещенных линиях или линиях с множеством однофазных отводов не сбалансирована равномерно (несимметричная конфигурация).Обе ситуации являются обычным явлением в системах распределения. В этих условиях токи нагрузки могут вызывать небольшие напряжения нулевой последовательности. Напряжение нулевой последовательности может действовать как источник между нейтралью и землей и создавать последовательно-резонансный контур с X ւ и Xₒc.

В резонансе напряжения на емкости и заземляющем реакторе равны по величине, но противоположны по фазе. Если сопротивление цепи низкое, эти напряжения могут стать очень большими, более значительными, чем приложенное напряжение нулевой последовательности.По этой причине для всех сетей потребуется межфазная изоляция.

Предыдущие установки использовали реактор с фиксированным значением мощности, и условия настройки менялись в зависимости от устройства системы. Отводы, установленные в новых реакторах, позволяют настраивать их вручную или автоматически. Другие устройства, такие как поршень с системой управления, предлагают надежные средства настройки системы.

Пример

Распределительная сеть 13,8 кВ имеет общую зарядную емкость относительно земли (рассчитанную по таблицам) равную 0.658 мкФ / фаза. Для номинальной частоты 60 Гц и без учета импеданса трансформатора рассчитайте:

1. Емкостное реактивное сопротивление нулевой последовательности на фазу (X0c)
2. Емкостной зарядный ток на фазу (I0c)
3. Действительное значение реактивного сопротивления, подключаемого к нейтрали (XL)
4. Ток через индуктивный элемент сети нулевой последовательности при одиночном замыкании на землю (I0L)
5. Номинальный ток при неисправности (Если)
6. Ток через реактор (3I0L)

Ответ:

1. -jX0c = -j / 120 ∙ π ∙ C = -j10⁶ / 120 ∙ π ∙ 0.658 = -j4 031,40 Ом / фаза
2. jI0c = jVLL / √3 ∙ X0c = j13 800 / √3 ∙ 4031,40 = j1,976 A / фаза
3. jX ւ = 1/3 (Xₒc — Xt) = j Xₒc / 3 = j4 031,40 / 3 = j1 343,80 Ом
4. -jI0L = -jVLL / 3 ∙ √3 ∙ XL = -j13 800/3 ∙ √3 ∙ 1 343,8 = -j1,976 A / фаза
5. Если = jI0c + (-jI0L) = j (I0c-I0L) = j (1,976 — 1,976) = 0 А
6. 3I0L = 3 ∙ 1,976 = 5,928 ~ 6 A или VLL / √3 ∙ XL = 13 800 / √3 ∙ 1 343,80 = 5,928 ~ 6 A

Благоприятные характеристики и недостатки

Нейтрализатор замыкания на землю полезен в системах с частыми замыканиями на землю в воздухе, как, например, в воздушных линиях электропередачи.Большинство этих неисправностей временные. Пользователи этого метода утверждают, что частота отключений низкая, что повышает качество электросети. Нейтрализатор удерживает ток дуги ниже уровня самозатухания, устраняя переходное замыкание и деионизируя путь дуги, без отключения поврежденной линии.

Однако остаточные токи в КЗ по-прежнему представляют опасность для людей и оборудования, включая возникновение пожаров. В некоторых странах изолированный кабель используется в сетях среднего напряжения. Следовательно, нескомпенсированный остаточный ток существенно возрастает, увеличивая риски.

Для устойчивых повреждений коммунальные предприятия используют нейтрализаторы замыкания на землю вместе со схемой отключения. Типичная система защиты включает однополюсный выключатель байпаса, который замыкает реактор через заданное время, если неисправность не устранена. Замыкание байпасного выключателя надежно заземляет нейтраль, позволяя стандартным реле заземления обнаруживать и выборочно устранять неисправность. Время задержки устанавливает тепловую мощность реактора.

Другой метод — собрать резистор и однофазный силовой выключатель параллельно реактору или вспомогательной обмотке.Реактор ограничивает ток повреждения и переходное перенапряжение до безопасных значений в момент возникновения неисправности. В случае постоянной неисправности силовой выключатель замыкается по истечении заданного времени, а сопротивление обеспечивает достаточный ток замыкания на землю для срабатывания реле и подачи сигнала тревоги или отключения выключателя неисправного фидера.

Во многих странах есть правила, устанавливающие максимально допустимое заданное время для защиты людей и имущества.

Существенным недостатком традиционного нейтрализатора замыкания на землю является его неспособность гасить повреждения твердой изоляции, такой как бумага, лакированный батист и резина.При использовании нейтрализатора замыкания на землю повреждения кабеля могут вызвать повторный пробой и вызвать короткое замыкание с током, достаточным для отключения выключателя поврежденного фидера.

К другим недостаткам нейтрализатора замыкания на землю относятся:

• Все системы должны иметь изоляцию для линейного напряжения.
• Перенастройка реактора необходима, чтобы справиться с изменениями в конфигурации системы.

Области применения нейтрализаторов замыканий на землю

Нейтрализатор замыкания на землю в течение многих лет использовался в больших частях Европы для воздушных линий электропередачи, субпередач и распределительных линий, где большинство коротких замыканий являются переходными однофазными замыканиями на землю.Китай, Израиль, Бразилия и другие части мира также используют этот метод заземления.

В США нейтрализаторы замыкания на землю не так популярны и поэтому не так часто используются. Однако одним из приложений является заземление генераторов. Емкость системы в этом случае мала и фиксирована из-за небольшого расстояния от генератора до трансформатора, что снижает необходимость в повторной настройке. В случае замыкания на землю генератор может продолжать работать до своевременного отключения. Однако наиболее распространенным подходом для генераторов является заземление с высоким сопротивлением.

Из-за их несимметричных характеристик, обусловленных отсутствием перестановки и частыми однофазными ответвлениями, осторожно применяйте нейтрализаторы замыкания на землю в распределительных сетях. Кроме того, повторяющиеся операции переключения в распределительных системах требуют постоянной перенастройки реактора. В промышленности они рекомендуются только в критических процессах.

Когда в игру вступает силовая электроника

Силовая электроника снова помогает улучшить качество обслуживания электроэнергетических систем.Силовая электроника позволяет быстрее контролировать значение реактора (практически мгновенно) по сравнению с настраиваемой катушкой, настраиваясь в момент неисправности, и нет необходимости перенастраивать каждый раз, когда происходит изменение симметрии сети.

Силовая электроника также может компенсировать ток из-за составляющих потери мощности, гармоник и несовершенной настройки, вводя в сеть через реактор сбой фазы тока. Напряжение и ток при КЗ будут очень низкими независимо от полного сопротивления КЗ.

Добавленные функции силовой электроники:

• Управление повторным зажиганием дуги в кабелях
• Выявление неисправного питателя
• Аннулирование высших нечетных гармоник
• Мониторинг частичных разрядов и сканирование коронным разрядом
• Управление резистором параллельного заземления нейтрали, если он установлен

Коммунальные предприятия и промышленность могут использовать нейтрализаторы замыкания на землю, управляемые силовой электроникой, для систем передачи, суб-передачи и распределения с открытым проводом или изолированным кабелем.

В наши дни силовая электроника является ключевым фактором в достижении основных аспектов защиты: безопасность оператора, предотвращение пожаров и консервация оборудования.

Короче говоря, силовая электроника помогает устранить все недостатки, перечисленные для традиционного метода нейтрализации замыкания на землю. Это позволяет открытию профессора Петерсена служить на протяжении многих лет.

Обзор характеристик и использования катушек Петерсена

В воздушных линиях передачи, субпередачи и распределения большинство неисправностей являются переходными однофазными замыканиями на землю.

Нейтрализатор замыкания на землю, или катушка Петерсена, представляет собой реактор с железным сердечником с высоким сопротивлением, настроенный так, чтобы резонировать с естественной распределенной емкостью системы. Когда в воздушной сети происходит одиночное замыкание на землю, пробой самозатухает, и течет только остаточный ток. Этот низкий ток, наряду с низким напряжением, уменьшит вероятность повторного зажигания.

Реактор может быть подключен непосредственно к нейтрали генератора, нейтрали трансформатора или зигзагообразному заземляющему трансформатору, когда другая нейтраль недоступна или не подходит.

Традиционный нейтрализатор замыкания на землю не может погасить повреждения твердой изоляции, такой как кабели, и наиболее вероятным исходом будет короткое замыкание со значительным током горения.

Нейтрализаторы замыкания на землю распространены в Европе и некоторых других странах, но не так часто в США.

Силовая электроника помогает преодолеть недостатки традиционных методик.

Устройства силовой электроники позволяют использовать нейтрализатор замыкания на землю в коммунальных службах и обрабатывающей промышленности, полностью компенсируя системы и устраняя остаточные токи.

.