Если электроприбор исправен и все изолирующие элементы в порядке и не повреждены, то металлический корпус прибора (это может быть любая бытовая техника) не находится под напряжением относительно земли. Если по каким-либо причинам у электроприбора повреждена изоляция, тогда на любой его части может появится напряжение 220 В относительно земли. Это смертельно опасная ситуация: при прикосновении к частям корпуса, оказавшегося под напряжением, удар электричеством может привести к летальному исходу.
Для этого и существует защитное заземление. В быту это означает, что все вилки и розетки должны быть снабжены заземляющими контактами, а на электрическом щитке должно быть специальное место для присоединения заземляющих проводников. Подключение к этой системе обеспечит защиту пользователей от поражения электрическим током.
Принцип защитного действия
Защитное действие заземления основано на двух основополагающих принципах:
- Уменьшение до безопасного значения разности потенциалов между заземляемым проводящим предметом и другими проводящими предметами, имеющими естественное заземление.
- Отвод тока утечки при контакте заземляемого проводящего предмета с фазным проводом. В правильно спроектированной системе появление тока утечки приводит к немедленному срабатыванию защитных устройств (устройств защитного отключения).
Таким образом, заземление наиболее эффективно только в комплексе с использованием устройств защитного отключения. В этом случае при большинстве нарушений изоляции потенциал на заземленных предметах не превысит опасных величин. Более того, неисправный участок сети будет отключен в течение очень короткого времени (десятые-сотые доли секунды — время срабатывания устройств защитного отключения).
Правила устройства электроустановок
Правила подключения электроустановок предусматривают три возможных варианта заземления нейтрали и открытых проводящих частей:
- TN – нейтраль источника глухо заземлена, корпусы электрооборудования присоединены к нейтральному проводу;
- ТТ – нейтраль источника и корпусы электрооборудования глухо заземлены (заземления могут быть раздельными);
- IT – нейтраль источника изолирована или заземлена через приборы или устройства, имеющие большое сопротивление, корпуса электрооборудования глухо заземлены.
В обозначениях используются начальные буквы французских слов:
- Т (terre – земля) – заземлено;
- N (neutre – нейтраль) – присоединено к нейтрали источника;
- I (isole) – изолировано.
В свою очередь режим TN может быть трех видов:
Система ТN-С
В этой системе нулевые рабочий и защитный проводники объединены (С – первая буква англ. слова combined – объединенный) на всем протяжении. Объединенный нулевой проводник называется PEN по первым буквам английских слов protective earth neutral – защитная земля, нейтраль.
Именно эта система была широко распространена в СССР и России - на всем пространстве СНГ. Эта система относительно простая и дешевая. Однако она не обеспечивает необходимый уровень электробезопасности.
Особую опасность в сети TN-C представляет обрыв (отгорание) нулевого провода. В этом случае все присоединенные за точкой обрыва металлические зануленные корпуса электроприемников окажутся под фазным напряжением.
Самым большим недостатком сетей TN-C является неработоспособность в них устройств защитного отключения – дифференциальных автоматов.
Система TN-S
В этой системе нулевой рабочий проводник N и нулевой защитный проводник PE разделены (S – первая буква английского слова separated – раздельный).
В таких сетях возможно применение устройств защитного отключения, при наличии которых уровень электробезопасности существенно возрастает.
А также, в отличие от сетей TN-С, обрыв нулевого рабочего проводника в сети TN-S не влечет за собой появление фазного напряжения на корпусах всех связанных данной линией питания электроприемников за точкой разрыва.
Система ТN-С-S
В этой системе нулевые рабочий и защитный проводники объединены на головных участках сети в проводник PEN, а далее разделены на проводники N и PE. Эта система заземления широко применяются в европейских странах - Германии, Австрии, Франции и др.
Видимо, для нашей страны наиболее перспективной является система заземления ТN-С-S. В комплексе с устройствами защитного отключения (УЗО) эта система позволяет обеспечить высокий уровень электробезопасности.