У сучасному світі важко уявити життя людини без електроприладів. Кількість їх в будинках велике, і щоб забезпечити необхідну безпеку їх використання, потрібно здійснити захисні заходи від випадкового ураження електричним струмом. Одна з таких заходів полягає в пристрої повторного заземлення.
Основні види
Захисне заземлення дозволяє захистити людину від удару струмом, якщо на корпусі приладу або установки випадково виникає напруга. Небезпечний потенціал знімається або забезпечується спрацьовування електричних захисних пристроїв з мінімальним запізненням.
Природними заземлювачами вважаються будь-які металеві предмети, які знаходяться в землі. Встановлюють норму документами не рекомендується використання природних провідників, бо неможливо врахувати таку величину, як опір розтікання струму в грунті від них.
Штучними заземлювачами вважаються пристрої з заздалегідь розрахованими параметрами, спеціально створені для спорудження заземлення.
Глухе занурення нейтрали
Якщо нейтральний провід об'єднаний із захисним провідником, він утворює систему TN-C, якщо проводитися окремо - систему TN-S, в разі, коли об'єднаний на підстанції з захисним провідником, а при вході в будівлю розділяється на два провідника - захисний PE і функціональний N , утворюється система TN-CS. Ще одним видом є система, при якій нейтральний провідник заземлюється на підстанції і до споживача трифазний струм надходить по чотирьох проводах, одним з яких є нуль N. Це - система TT.
Застосування системи TN-C
Система TN-C широко використовувалася раніше при так званій двухпроводной мережі. В цьому випадку в розетках був відсутній заземлений контакт. У мережах, сконструйованих за цією системою, заземлюючих нульовий провід, але при обриві його, всі прилади залишалися під напругою. Це змушувало заземлювати корпуса кожного окремого електроприладу. В сучасних споруджуваних будинках ця система не проектується. Використовується тільки в старих будівлях.
Застосування системи TN-S
Система TN-S досконаліша, має високий ступінь електробезпеки, так як має окремий заземлений провідник, але вартість її невиправдано висока. При трифазному харчуванні доводиться прокладати від джерела п'ять проводів - три фази, нейтраль і захисний провідник PE.
Для усунення недоліку системи TN-S була створена TN-C-S. Вона передбачає один провідник PEN, який являє собою загальний провід, заземлений по всій довжині від джерела живлення до введення в будівлю, а перед введенням розділяється на нейтраль N і захисний провідник PE. Ця система теж має вагомий недолік. При пошкодженні провідника PEN на протязі ділянки від підстанції до будівлі, все підключені всередині будівлі прилади залишаються під небезпечною напругою. Для цієї системи ПУЕ (Правила улаштування електроустановок) вимагають проведення заходів по влаштуванню додаткового захисту провідника PEN від механічних пошкоджень.
Тип заземлення ТТ
Система ТТ використовується для подачі електрики за містом і в сільській місцевості по лініях електропередач, що встановлюються на опорах. Підключення електроустановок за цією системою дозволяється лише в тому випадку, якщо неможливо забезпечити всі умови електробезпеки в системі TN і уникнути при цьому невиправданих матеріальних витрат. При контакті з електроприладами захист від струму повинна здійснюватися шляхом відключення живлення в ланцюзі. Для цього правила приписують спеціальні вироби - пристрої захисного відключення - УЗО.
Ізольований нейтральний провідник
У другому варіанті нейтральний провід абсолютно не заземлений, або може бути пов'язаний з землею через установчі пристрої, що мають дуже великий опір. Такі системи застосовують для відповідальних об'єктів, наприклад в медустановах для живлення устаткування, використовуваного при підтримці життєзабезпечення, на енергетичних і нафтопереробних підприємствах. Нейтраль, ізольована від заземлюючого проводу, захищена від виникнення наведених струмів. Заземлення йде по окремій шині, до якої підключені всі заземлюючі контакти в розетках.
Призначення і пристрій
При виготовленні заземлення по принципам вищеописаних систем, при обриві заземлених провідників на корпусах електроприладів завжди існує можливість виникнення небезпечної напруги, тому в таких системах ПУЕ регламентують обов'язкову наявність повторного заземлення в мережах.
Головним завданням, яке стоїть при монтажі повторного заземлення, є зниження напруги, що виникає при торканні відкритих струмопровідних елементів електроприладів. Внаслідок цього при замиканні на землю або на струмопровідні елементи корпусу, зменшується ймовірність отримати травму від дії електричного струму.
Якщо змонтовано повторне заземлення, то відбувається наступне. При замиканні на корпусі окремого електроприладу ток частково проходить в землі. В результаті різниця потенціалів між корпусом і землею зменшується, і користувач стає захищеним від удару струмом.
При реалізації системи TN-C виконується повторне заземлення нульового проводу. Воно проводиться шляхом зв'язування провідника із землею через певні інтервали і застосовується разом з основним контуром заземлення.
В системі TN-C-S воно являє собою повторне заземлення нульового захисного провідника PEN перед введенням в будівлю. Виходить, що при обриві провідника на ділянці «джерело-будівля» ефект заземлення здійснюється через заземлений PE провід.
На вводі в електроустановку напругою до 1 кВ обов'язково монтують повторне заземлення, щоб збільшити ступінь безпеки.
Повторне заземлення на вводі в будинок, незалежно від його пристрою, встановлюють ще й для того, щоб виключити занесення в ланцюзі електротехніки будинку наведених струмів через зовнішні комунікації. До того ж воно зменшує потенціал на корпусі електроприладів, якщо раптом обірвався N-провідник.
Лінії електропередач
При використанні системи ТТ принцип повторного заземлення реалізується шляхом з'єднання нульового проводу, розташованого на опорі лінії електропередач з землею. Здійснюється заземлення всіх опор. Одночасно заземляются все сталеві кронштейни, на яких закріплені ізолятори фазних проводів.
Необхідно влаштовувати повторне заземлення на кінцях ліній електропередач або на відгалуженнях завдовжки 200 і більше метрів. Для створення контура в першу чергу застосовують природні заземлювачі.
Сумісність з пристроями відключення
Все сказане вище про повторне заземлення, як про одну із заходів для підвищення рівня безпеки при експлуатації електроустановок, буде справедливо в тому випадку, якщо ланцюга в електроустановках захищені автоматами і запобіжниками. При цьому характеристики пристроїв відключення повинні вибиратися відповідно до параметрів мережі, корисного навантаження.
Важливо правильно вибрати матеріал і перетин провідників, як нульового, так і заземляющего. Якщо в них виникне струм короткого замикання, то він повинен мінімум в 3 рази перевищувати поріг спрацьовування автоматики або інших захисних пристосувань.
Нульовий провід роблять безперервним по всій довжині від кожного корпусу до нейтралі джерела живлення. Для з'єднання всіх деталей цій ділянці застосовують зварювання. Приєднання до нейтрали допускається за допомогою зварювання або на болтах.
Важлива характеристика - опір
Контур повторного заземлення забезпечує в морози і спеку, в суху і дощову погоду опір розтікання струму. Дане опір не повинно перевищувати 30 Ом при міжфазному напрузі 380 В. Якщо напруга 220 В, то опір збільшується до 60 Ом. Протидія розтікається струму має бути максимум 10 Ом і 20 Ом відповідно для трифазної і двофазної мережі.
Конструкція і матеріали, що використовуються для контуру повторного заземлення однакові з застосовуваними матеріалами для пристрою основного заземлюючого контуру.
Якісне, виконане з урахуванням всіх норм і правил, повторне заземлення забезпечить не тільки безпеку використання електроустановок, а й нормальний режим роботи електроприладів, що дозволить експлуатувати їх відповідно до заявлених технічними характеристиками, підвищити їх функціональність і збільшити термін служби.