Как соединять ноль и заземление в электрощите и в каких случаях это нужно

Стоит подчеркнуть, что современные устройства учета электроэнергии работают исправно и точно определяют потребление электричества, даже если на клеммы подключено заземление вместо нулевого провода.

Можно ли заземление кинуть на ноль

Для повышения уровня безопасности жителей дома металлические корпуса электроприборов должны быть заземлены. Для этой цели в домашних электросетях, помимо фазного (L) и нулевого (N) проводов, необходимо прокладывать заземляющий проводник, обозначаемый как РЕ, который подключается к контурному заземлению.

Но можно ли упростить это соединение и соединить РЕ и N провода? В данной статье рассматривается актуальный вопрос о допустимости заземления на ноль и возможных последствиях такого подхода.

Что будет, если перепутать ноль с землёй

Для электроприборов, подключенных к сети через розетку, не имеет значения, какой тип подключения используется — L-N или L-PE. В любом из случаев на клеммах устройства будет присутствовать стандартное рабочее напряжение. Однако при подключении заземления к нулю возникает ряд серьезных отрицательных последствий:

• Некорректная работа устройств защитного отключения (УЗО). Эти устройства функционируют на основе постоянного сравнения токов, проходящих по нулевому и фазному проводникам. Если заземление подключено вместо нейтрали или если соединить эти клеммы в розетке, при включении какого-либо электроприбора может возникнуть утечка тока, что вызовет срабатывание защиты и отключение линии.
• Риск поражения электрическим током. В случае обрыва заземляющего проводника, подключенного вместо нулевого, на участке между розеткой и контуром заземления он может оказаться соединенным с фазным проводом через электроприбор. Это приведёт к появлению сетевого напряжения на корпусах других заземлённых устройств.
• Разрушение контура заземления. Если заземляющий провод подключить не к питающему трансформатору, а к отдельному контуру заземления, то через него будет постоянно протекать электрический ток. Это окончится швидким износом элементов контура в земле из-за электрокоррозии.

Системы заземления

Согласно пункту 1.7.3 ПУЭ 7, при использовании электрооборудования, рассчитанного на напряжение до 1 кВ, применяют следующие способы заземления:

• TN — ноль источника питания (от подстанции или генератора) соединён с землёй.
• TN-C — TN, где защитный (PE) и рабочий (N) нулевые провода объединены в одном PEN-проводнике.
• TN-S — TN, где защитный и рабочий нулевые провода разделены на протяжении всей линии от подстанции.
• TN-C-S — TN, где защитный и рабочий нулевые провода разделены на определённом участке цепи, в то время как от подстанции до этого участка они объединены.
• ТТ – ноль от подстанции заземлён, а незащищённые электропроводящие конструкции электрооборудования соединены с заземляющим устройством, которое не связано с глухозаземлённым нулём от подстанции.
• IT — ноль изолирован от земли или подключён к ней через высокое сопротивление, а незащищённые металлические конструкции электрооборудования соединены с землёй.

Далее расшифруем символы, первый из которых обозначает положение нуля блока электроснабжения относительно земли:

• Т – заземлённый ноль (нейтраль);
• I – изолированная нейтраль.

Второй символ демонстрирует положение незащищённых металлических конструкций относительно земли:

• Т – соединение открытых токопроводящих частей и металлических конструкций с землёй, независимо от статуса заземления нейтрали от подстанции;
• N – соединение токопроводящих частей с глухозаземлённым нулём блока электроснабжения.

Символы, следующие после N, определяют место соединения рабочего и защитного нулевых проводов с заземлителем у потребителей или разделение нуля ещё на подстанции:

• S – рабочий (N) и защитный (РЕ) нули — это разные, разделённые проводники;
• C – соединение в едином проводе (PEN), служащем для выполнения функций рабочего и защитного проводников.

При выполнении зануления защитные нулевые и фазные провода выбираются таким образом, чтобы при пробое изоляции на корпус или нулевой проводник, ток короткого замыкания обеспечивал отключение автоматической защиты или перегорание предохранителя.

Отличия зануления от заземления

Существуют разные способы заземления и зануления, которые имеют различные уровни защитного действия. Зануление обеспечивает мгновенное срабатывание автоматических выключателей при замыкании фазы на корпус устройства. При этом происходит отключение подключенных потребителей электроэнергии, например, станков или трансформаторов.

Тем не менее, это не предотвращает воздействие тока утечки на человека. При обрыве нулевого проводника на корпусах электрооборудования все равно появится опасное напряжение. По этой причине зануление в чистом виде не может использоваться как единственная мера безопасности.

Стоит отметить, что в системах электрооборудования с четырехпроводной сетью, где нейтраль заземлена и напряжение не превышает 1000 В, зануление служит основным средством защиты.

Реализация схем зануления и заземления также имеет ряд отличий. Одно из основной отличий заключается в том, что для заземления необходимо использовать кабели с отдельной жилой. Сечение PE-проводников может быть меньше сечения фазовых, однако их изоляция всегда должна быть желто-зеленого цвета.

Основным преимуществом зануления является возможность применения более дешёвого кабеля. В то время как заземление считается более надежным, поскольку работает в любое время и требует лишь периодического контроля качества соединения — достаточно проводить его один раз в год.

Соединение нуля с землёй (зануление) в частных домах или квартирах не только не обязательно, но может оказаться небезопасным. В случае обрыва нулевого провода, устройства, работающие от 220 В, получат напряжение значительно превышающее безопасные значения, что может привести к их поломке, а также к тому, что на их корпуса попадёт опасное напряжение.

Под «землёй» здесь подразумевается проводник, подключённый к корпусам электроприборов и заземляющим контактам розеток.

Для повышения уровня безопасности целесообразно одновременно применять как зануление, так и заземление. Для этого реализуется система TN-C-S — заземление с разделением нуля на вводе в дом и в общем вводном электрощите (ВРУ).

Зачем нужно заземление

В обычных условиях ток по заземляющему проводнику не проходит; он используется исключительно в случае аварийной ситуации. Попадание высокого напряжения на корпус электроприбора и возможное прикосновение к нему могут быть смертельно опасными для человека. Поэтому, в соответствии с ПУЭ п.1.7.32-33, все металлические части рекомендуется присоединять к контурной системе заземления с помощью отдельного проводника или при помощи соответствующей клеммы в розетке.

В таком случае при нарушении изоляции между токоведущими частями и заземлённым корпусом происходит короткое замыкание в сети, в результате чего ток в фазном проводе резко увеличивается, что вызывает срабатывание защиты.

Если замыкание на корпус электроприбора возникнет из-за некоторого сопротивления, то протекающего тока может оказаться недостаточно для срабатывания автоматического выключателя. В этом контексте роль заземления заключается в снижении напряжения прикосновения до безопасного уровня, что, в свою очередь, уменьшает разность потенциалов между человеком и повреждённой техникой. Чем меньше эта разность, тем меньше ток, который может пройти через тело человека.

Определяем фазу

Чтобы выявить фазный провод, достаточно воспользоваться индикаторной отверткой — простым и доступным инструментом, который должен быть в арсенале любого владельца жилого помещения. Для этого необходимо прикоснуться жалом к каждому проводнику, одновременно удерживая палец на верхней металлической части рукоятки отвертки. Когда световой индикатор в отвертке загорится, это будет означать, что вы коснулись фазного провода. Однако не забывайте о том, что в процессе выполнения данных операций электрическая сеть не отключается.

Поиск фазного провода с помощью индикаторной отвертки

Требования к защитному заземлению

При обустройстве контура заземления необходимо соблюдать следующие правила:

1. Концы заземляющих штырей должны находиться ниже линии промерзания на 0,6–1 м. Например, в северных регионах штыри забивают на глубину до 3 метров. Этот параметр варьируется в зависимости от типа грунта. Чем меньше сопротивление почвы, тем глубже следует устанавливать штыри.
2. Если на участке имеется система молниезащиты, её следует объединить с заземляющим контуром. Это предписано ПУЭ. Молниеотводы изготавливают из толстых прутьев, способных выдерживать напряжение в десятки тысяч вольт. Заземление должно соединяться только с бытовой электросетью. Для соединения контура с внутридомовыми линиями используется провод того же сечения, что и кабель, подводимый к розеткам.
3. В распределительном щите устанавливают устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). Эти устройства предотвращают попадание импульсов от молниеотводов в здание. УЗИП следует ставить даже при раздельном монтаже защитных контуров.
4. При объединении заземления и молниезащиты систему необходимо снабдить средством уравнивания потенциалов (СУП). Если этого не сделать, повышается вероятность возникновения пожара. Сечение кабеля для СУП не должно быть меньше, чем у вводного провода.

В каких случаях стоит соединять ноль с землёй

ПУЭ запрещают использование комбинированного провода PEN в однофазных сетях. Ноль с землёй следует соединять во вводном щитке здания. В многоквартирных домах трехфазная сеть превращается в однофазные в этажных распределительных щитках. Здесь соединение нуля с землёй недопустимо из-за плохого контакта с защитной системой. Позволяется прокладывать общую линию до автомата, отключающего нейтральный и линейные провода.

При организации защитных систем не допускается:

1. Соединять заземляющую шину с водопроводными или отопительными системами. Ранее коммуникации прокладывались с использованием стальных труб. В настоящее время применяют пластиковые компоненты, которые обладают высоким сопротивлением. Подключение земли к таким системам не обеспечивает необходимую безопасность.
2. Подключать защитную шину к арматуре или металлическим элементам конструкции дома. Теоретически все стальные части здания должны соединяться. Однако в бетон могут быть закладены отдельные прутья арматуры, что может привести к нарушению связи с заземляющим контуром.
3. Соединять землю (PE) с нейтралью (N). Таким образом, защита от опасного потенциала превращается в зануление, что осуществляется по небезопасной схеме TN-C.
4. Соединять ноль и землю на клеммах розеток. В случае пропадания нейтрального контакта, напряжение может пробиться на корпуса подключенных приборов. Подобные ошибки часто допускают новички, не знающие о необходимости соединения PE и N в распределительных коробках и розетках. Проводники можно объединять лишь до счетчика.

Соединение нуля и земли

Для организации надежного защитного заземления необходимо, чтобы к частному дому были подведены три провода, а к многоквартирному зданию — пять. Данная система электроснабжения называется TN-S и прокладывается в новых жилищных районах или при замене существующих линий электропередач. Однако что же делать тем, кто проживает в старых домах? Что произойдет, если соединить ноль и землю прямо в розетке?

Согласно Правилам Устройства Электроустановок, подобное соединение допускается, но не в розетке, а во вводном щитке многоквартирного здания или на столбе линии электропередач около частного дома.

В ПУЭ, глава 1.7, изложены требования к системе электроснабжения TN-C-S. Эта система работает по четырем проводам — три фазы (L1, L2, L3) и объединённый PEN, который выполняет функции нейтрали и заземления одновременно.

Для повышения безопасности жителей дома место соединения необходимо подключать к заземляющему контуру помещения. В противном случае, вместо правильного защитного заземления получится небезопасное зануление, и при обрыве провода между зданием и питающим трансформатором заземлённые корпуса электроприборов окажутся под напряжением.

Также рекомендую ознакомиться со статьёй о работе УЗО при обрыве нулевого провода:

В данном нормативном документе указано, допустимо ли заземление подключать к нулю. Согласно ПУЭ п.1.7.135 после разделения нулевых проводов, особенно в пятипроводной схеме электроснабжения TN-S, соединение этих проводов строго запрещено.

Кроме того, заземляющий проводник должен подключаться к оборудованию напрямую, без промежуточных автоматов или разъединителей.

Можно ли использовать ноль вместо заземления

В современных домах используется система электроснабжения TN. В этой схемe нейтраль питающего трансформатора заземлён, и по нулевому проводу текут уравнительные токи. Поэтому между нулём в электропроводке и заземлёнными элементами конструкции, такими как водопровод, всегда имеет место незначительный потенциал.

Этот потенциал обычно составляет всего несколько вольт, но в сельской местности, при большой длине линий электропередач, он может достигать 30-40 В, что достаточно ощутимо при прикосновении, а также представляет серьёзную угрозу как для здоровья, так и для жизни в условиях повышенной влажности.

Ситуация обрыва нейтрального проводника на сегменте между зданием и питающим трансформатором влечет за собой ещё более серьезные последствия. В этом случае на нулевой клемме и подключённой к ней фирмы заземляющим:

• Питание жилых домов осуществляется по четырёхпроводной (пятипроводной с заземлением) схеме. В этой системе нейтральный провод (N или PEN) за счёт уравнительных токов поддерживает стабильное напряжение в розетке. Однако при его обрыве напряжение в розетке может колебаться в пределах от 0 до 380 В, а на нулевой клемме повышаться до 220 В.
• Для подключения электроприборов они должны быть соединены одновременно с двумя клеммами — нулевой и фазной. При обрыве нейтрали соответствующий контакт в розетке и соединённый с ним участок электропроводки через включённый прибор окажется подключённым к фазному проводу.

Таким образом, на вопрос о том, можно ли заземление подключить к нулю, ответ категоричный — НЕЛЬЗЯ. Такое подключение может защитить от поражения электрическим током при повреждении изоляции электроприбора, но создаёт высокую опасность для жизни в случае обрыва нейтрали.

Информация! Использовать заземляющий проводник в качестве нулевого допускается только в схеме электропитания TN-C, при которой происходит разделение проводника PEN на PE и N в электрощите. Однако такая схема в настоящее время не применяется из-за повышенной опасности.