Cea mai scandaloasă problemă este împământarea (resetarea)

În general, se poate observa că puterea mare și teribilă a electricității a fost descrisă, calculată, introdusă de mult în tabele groase. Cadrul de reglementare, care definește căile semnalelor electrice sinusoidale cu o frecvență de 50 Hz, poate cufunda orice neofit în uimire cu volumul său. Și totuși, fiecare vizitator al forumurilor tehnice știe de mult că nu există o problemă mai scandaloasă decât împământarea.

Masa de opinii contradictorii nu face nimic pentru a stabili adevărul. În plus, această problemă este cu adevărat serioasă și necesită o analiză mai atentă.

Noțiuni de bază

Dacă ratați introducerea „bibliei inginerului electrician” (PUE), apoi pentru a înțelege tehnologia de împământare, ar trebui să vă referiți (pentru început) la capitolul 1.7, care se numește „Pământare și precauții de siguranță electrică”.

La punctul 1.7.2. PUE spune:

Instalațiile electrice din punct de vedere al măsurilor de siguranță electrică se împart în:

• instalatii electrice peste 1 kV în rețele cu un neutru efectiv împământat (cu curenți mari de defect la pământ) ,;
• instalații electrice peste 1 kV în rețele cu neutru izolat (cu curenți mici de împământare);
• instalații electrice până la 1 kV cu neutru împământat;
• instalatii electrice pana la 1 kV cu neutru izolat.

Majoritatea clădirilor rezidențiale și de birouri din Rusia utilizează un neutru solid împământat... Punctul 1.7.4. citeste:

Un neutru mort cu împământare este neutrul unui transformator sau generator conectat la un dispozitiv de împământare direct sau printr-o rezistență scăzută (de exemplu, prin transformatoare de curent).

Termenul nu este complet clar la prima vedere - dispozitivele neutre și de împământare nu se găsesc la fiecare pas în presa științifică populară. Prin urmare, mai jos toate locurile de neînțeles vor fi explicate treptat.

Să introducem câțiva termeni - așa că va fi posibil să vorbim cel puțin o limbă. Poate că punctele vor apărea „în afara contextului”. Dar PUE nu ficțiune și o astfel de utilizare separată trebuie să fie pe deplin justificată - ca și utilizarea unor articole separate din Codul Penal. Cu toate acestea, PUE-ul original este destul de ușor disponibil atât în ​​librării, cât și pe web - puteți oricând să vă referiți la sursa originală.

• 1.7.6. Împământarea oricărei părți a unei instalații electrice sau a altei instalații este conectarea electrică intenționată a acelei părți la un dispozitiv de împământare.
• 1.7.7. Împământarea de protecție este punerea la pământ a unor părți ale unei instalații electrice de asigurat Siguranta electrica.
• 1.7.8. Împământarea de lucru este împământarea fiecărui punct al părților purtătoare de curent ale unei instalații electrice, care este necesară pentru a asigura funcționarea unei instalații electrice.
• 1.7.9.Reducerea la zero în instalațiile electrice cu o tensiune de până la 1 kV este conectarea intenționată a unor părți ale unei instalații electrice care nu sunt alimentate în mod normal cu un neutru împământat al unui generator sau transformator în rețelele de curent trifazat, cu o ieșire cu împământare moartă de un sursă de curent monofazată, cu un punct central mort de împământare al sursei în rețelele de curent continuu.
• 1.7.12. Un conductor de împământare se numește conductor (electrod) sau un set de conductori (electrozi) legați de metal în contact cu pământul.
• 1.7.16. Un fir de împământare este un fir care conectează părțile care trebuie împământate la un fir de împământare.
• 1.7.17.Conductorul de protectie (PE) in instalatiile electrice este un conductor folosit pentru a proteja oamenii si animalele de electrocutare. În instalațiile electrice de până la 1 kV, conductorul de protecție conectat la neutrul împământat al generatorului sau transformatorului se numește conductor de protecție neutru.
• 1.7.18. Firul de lucru neutru (N) în instalațiile electrice de până la 1 kV este un fir folosit pentru alimentarea receptoarelor electrice, conectat la neutrul împământat al unui generator sau transformator în rețelele de curent trifazat, cu o ieșire împămânțată dintr-o sursă de curent monofazată. , cu un punct mort al sursei în rețelele DC cu trei fire. Conductor combinat zero de protecție și zero de lucru (PEN) în instalațiile electrice de până la 1 kV este un conductor care combină funcțiile conductoarelor zero de protecție și zero de lucru. În instalațiile electrice de până la 1 kV cu un neutru solid împământat, conductorul de lucru neutru poate îndeplini funcțiile unui conductor de protecție neutru.

Orez. 1. Diferența dintre împământarea de protecție și „zero” de protecție

Deci, o concluzie simplă decurge direct din condițiile PUE.Diferențele dintre „pământ” și „zero” sunt foarte mici... La prima vedere (câte copii sunt sparte în acest loc). Cel puțin, ar trebui să fie conectate (sau chiar pot fi făcute „într-o sticlă”). Singura întrebare este unde și cum se face.

Pe parcurs notăm paragraful 1.7.33.

Împământarea sau împământarea instalațiilor electrice trebuie efectuată:

• la tensiuni de 380 V și mai mult curent alternativ și 440 V și mai mult curent continuu — în toate instalațiile electrice (vezi și 1.7.44 și 1.7.48);
• la tensiune nominală peste 42 V dar sub 380 V AC și peste 110 V dar sub 440 V DC — numai în încăperi cu pericol crescut, deosebit de periculoase și în instalații exterioare.

Cu alte cuvinte, nu este deloc nevoie de împământare sau neutralizare a unui dispozitiv conectat la 220 de volți AC. Și nu este nimic deosebit de surprinzător în asta - al treilea fir nu este de fapt observat în contactele sovietice obișnuite. Putem spune că Eurostandardul (sau noua ediție a PUE, care este aproape de acesta), care se manifestă în practică, este mai bun, mai fiabil și mai sigur. Dar, conform vechiului PUE, au locuit la noi zeci de ani... Și ceea ce este deosebit de important, casele au fost construite de orașe întregi.

Cu toate acestea, când vine vorba de împământare, nu este vorba doar de tensiunea de alimentare. O ilustrare bună în acest sens este VSN 59-88 (Goskomarkhitektura) «Echipamente electrice ale clădirilor rezidențiale și publice. Standarde de proiectare» Extras din capitolul 15. Împământare (împământare) și măsuri de siguranță:

15.4. Pentru împământarea (împământarea) cutiilor metalice ale aparatelor de aer condiționat de uz casnic, aparatelor electrocasnice staționare și portabile de clasa I (fără izolație dublă sau întărită), aparate electrocasnice cu o capacitate de St.1,3 kW, carcase de sobe electrice trifazate și monofazate, cazane și alte echipamente de încălzire, precum și părți metalice neconductoare ale echipamentelor tehnologice din încăperi cu procese umede, trebuie utilizat un fir separat cu o secțiune transversală egală cu prima fază, plasată de placa de circuite sau de scut la care este conectat acest receptor electric și în liniile de alimentare cu echipamente medicale — de la ASU sau tabloul principal al clădirii. Acest fir este conectat la firul neutru al rețelei de alimentare. Utilizarea unui fir neutru care funcționează în acest scop este interzisă.

Se dovedește a fi un paradox normativ. Unul dintre rezultatele vizibile la nivel de gospodărie a fost finalizarea mașinilor de spălat Vyatka-automat cu o bobină de sârmă de aluminiu cu un singur nucleu, cu cerința de a efectua împământare (prin mâinile unui specialist certificat).

Și încă un moment interesant: 1.7.39. În instalațiile electrice de până la 1 kV cu un neutru solid împământat sau cu împământare solidă a unei surse de curent monofazate, precum și cu un punct mediu împământat solid în rețelele de curent continuu cu trei fire, trebuie efectuată o resetare. nu sunt permise instalaţii electrice de împământare a carcaselor receptoarelor electrice fără împământarea acestora.

În practică, aceasta înseamnă - dacă doriți să „împământați” – mai întâi „zero”. Apropo, aceasta este direct legată de celebra întrebare a „încărcării bateriei” - care, dintr-un motiv complet de neînțeles, este considerată din greșeală mai bună decât împământarea (împământare).

Parametrii de împământare

Următorul aspect de luat în considerare este parametrii numerici ai împământului. Deoarece din punct de vedere fizic nu este altceva decât un fir (sau un set de fire), principala sa caracteristică va fi rezistența.

1.7.62. Rezistența dispozitivului de împământare, kLa care sunt conectați neutrii generatoarelor sau transformatoarelor sau ieșirile unei surse de curent monofazate, în orice moment al anului nu trebuie să fie mai mare de 2, 4 și, respectiv, 8 ohmi la o tensiune de linie de 660; 380 și 220 V la sursa de curent trifazat sau 380, 220 și 127 V la sursa de curent monofazat. Această rezistență trebuie asigurată ținând cont de utilizarea electrozilor împământați naturali, precum și a electrozilor împământați pentru împământarea multiplă a conductorului neutru al liniilor aeriene de până la 1 kV cu numărul de linii de ieșire de cel puțin două. În acest caz, rezistența electrodului de împământare situat în imediata apropiere a neutrului generatorului sau transformatorului sau a ieșirii sursei de curent monofazat nu trebuie să fie mai mare de: 15, 30 și, respectiv, 60 Ohm pe tensiunile de linie. de 660, 380 și 220 V pe sursa de curent trifazat sau sursa de curent monofazată de 380, 220 și 127 V.

Pentru o tensiune mai mică, rezistența mai mare este acceptabilă. Acest lucru este complet de înțeles - primul scop al împământării este de a asigura siguranța unei persoane în cazul clasic al unei „faze” care lovește corpul unei instalații electrice. Cu cât rezistența este mai mică, cu atât mai puțin potențialul poate fi „pe corp” în cazul unui accident. Prin urmare, primul pas este reducerea pericolului de tensiuni mai mari.

În plus, trebuie remarcat faptul că împământarea este utilizată și pentru funcționarea normală a siguranțelor. Pentru aceasta, este necesar ca linia de defalcare „doar în cazul în care” să aibă proprietăți modificate semnificativ (în primul rând, rezistența), altfel declanșarea nu se va întâmpla.Cu cât este mai mare puterea instalației electrice (și tensiunea consumată), cu atât este mai mică rezistența de lucru a acesteia și, în consecință, rezistența de împământare trebuie să fie mai mică (altfel siguranțele nu vor funcționa din cauza unei ușoare modificări a rezistenței totale a circuitului). ).

Următorul parametru standardizat este secțiunea transversală a firelor.

1.7.76. Conductoarele de protecție de împământare și neutru în instalațiile electrice de până la 1 kV trebuie să aibă dimensiuni nu mai mici decât cele specificate în tabel. 1.7.1 (vezi și 1.7.96 și 1.7.104).

Nu este recomandabil să oferiți întregul tabel, un extras este suficient:

Pentru cuprul gol, secțiunea transversală minimă este de 4 mm pătrați, pentru aluminiu - 6 mm pătrați Pentru izolate de 1,5 mm pătrați și respectiv 2,5 mm pătrați Dacă firele de împământare intră în același cablu cu firele de alimentare, secțiunea lor transversală poate fi de 1 mm pătrați pentru cupru și 2,5 mm pătrați pentru aluminiu.

Împământare într-o clădire de locuit

Într-o situație normală „gospodărească”, utilizatorii rețelei electrice (adică, rezidenții) se ocupă numai cu rețeaua de grup (7.1.12 PUE. Rețea de grup — o rețea de panouri și puncte de distribuție la lămpi, prize și alte receptoare electrice). Deși în casele vechi, unde panourile sunt instalate direct în apartamente, acestea trebuie să se ocupe de o parte a rețelei de distribuție (7.1.11 PUE. Rețea de distribuție — rețea de la VU, VRU, tablou principal la punctele de distribuție și panouri). Este de dorit să înțelegeți bine acest lucru, deoarece adesea „zero” și „sol” diferă doar în locul conexiunii la principalele comunicații.

Din aceasta, prima regulă de bază este formulată în PUE:

7.1.36.În toate clădirile, liniile rețelei de grup, așezate de la scuturi de grup, podea și apartament până la lămpi de radiație generală, prize și receptoare electrice staționare trebuie să fie cu trei fire (fază - L, funcționare zero - N și protecție zero - PE fire). Nu este permisă combinarea conductoarelor neutre de lucru și de protecție neutre din linii de grup diferite. Nu este permisă conectarea conductorilor de protecție zero și zero ai ecranelor sub un terminal comun.

Acestea.3 (trei) fire trebuie să fie așezate de la podea, apartament sau panou de grup, dintre care unul este un zero de protecție (nu este deloc împământat). Ceea ce, însă, nu împiedică deloc să fie folosit pentru împământarea unui computer, a unui ecran de cablu sau a unei „coadă” de protecție împotriva trăsnetului. Totul pare simplu și nu este în întregime clar de ce să ne adâncim în astfel de dificultăți.

Poți să te uiți la contactul tău de acasă... Și există aproximativ 80% șanse să nu vezi al treilea contact acolo. Care este diferența dintre conductorii de protecție neutru și de lucru neutru? În panoul de control, acestea sunt conectate pe aceeași magistrală (deși nu în același punct). Ce s-ar întâmpla dacă ați folosi un zero funcțional în această situație ca protecție?

Să presupunem că un electrician neglijent faza și topirea zero în supapă, acest lucru este dificil. Deși utilizatorii se tem în mod constant de acest lucru, nu este posibil să faceți o greșeală în nicio stare (deși există cazuri unice). Totuși, „neutrul de lucru” trece prin mai multe întrerupătoare, probabil prin mai multe cutii de distribuție (de obicei mici, rotunde, montate în perete lângă tavan).

Este mult mai ușor să confundi faza cu zero acolo (el însuși a făcut-o de mai multe ori).Ca urmare, vor exista 220 de volți în cazul unui dispozitiv „împământat” necorespunzător. Sau chiar mai simplu - un contact se va arde undeva în circuit - și aproape același 220 va merge la cutie prin sarcina consumatorului electric (dacă aceasta este o sobă electrică cu o putere de 2-3 kW, aceasta nu va pare suficient).

Pentru funcția de a proteja o persoană - sincer, această situație este inutilă. Dar pentru conectarea protecției împotriva trăsnetului de împământare de tip APC nu este fatal deoarece există o deconectare de înaltă tensiune. Ar fi fără echivoc incorect să se recomande o astfel de metodă din punct de vedere al securității. Deși trebuie să admitem că această regulă este încălcată foarte des (și de obicei fără consecințe adverse).

Trebuie remarcat faptul că capacitățile de protecție împotriva trăsnetului ale zeroului de lucru și de protecție sunt aproximativ egale. Rezistența (la magistrala de conectare) diferă ușor, iar acesta este probabil principalul factor care afectează fluxul pickup-urilor atmosferice.

Din textul suplimentar al PUE, se poate observa că literalmente totul în casă trebuie conectat la firul de protecție zero:

7.1.68. În toate spațiile, este necesar să conectați părțile conductoare deschise ale lămpilor pentru iluminatul general și receptoarele electrice staționare (sobe electrice, cazane, aparate de aer condiționat de uz casnic, prosoape electrice etc.) la conductorul de protecție neutru.

În general, este mai ușor să ne imaginăm următoarea ilustrație:

Orez. 2. Schema de împământare

Poza este destul de neobișnuită (o voi face pentru viața de zi cu zi). Literal, totul în casă trebuie să fie împământat la un autobuz dedicat.Prin urmare, poate apărea întrebarea - la urma urmei, trăim fără ea zeci de ani și toată lumea este în viață și bine (și mulțumesc lui Dumnezeu)? De ce să schimbi totul atât de serios? Răspunsul este simplu – sunt din ce în ce mai mulți consumatori de energie electrică și sunt mai puternici. În consecință, crește și riscurile de înfrângere.

Dar dependența de siguranță și cost este o valoare statistică și nimeni nu anulează economiile. Prin urmare, așezarea orbește în jurul perimetrului apartamentului cu o bandă de cupru cu o secțiune decentă (în loc de un soclu), plasarea totul pe ea, până la picioarele metalice ale scaunului, nu merită. Pentru că nu ar trebui să mergi în haină de blană vara, ci să porți constant o cască de motocicletă. Aceasta este deja o chestiune de adecvare.

De asemenea, merită să atribuiți săpături independente de șanțuri sub conturul de protecție în zona unei abordări neștiințifice (într-o casă de oraș, acest lucru nu va aduce cu siguranță decât probleme). Și pentru cei care încă doresc să experimenteze toate plăcerile vieții — în primul capitol al PUE există standarde pentru producerea acestei structuri fundamentale (în sensul absolut literal al cuvântului).

Rezumând cele de mai sus, se pot trage următoarele concluzii practice:

• Dacă rețeaua de grup este realizată cu trei fire, se poate folosi un neutru de protecție pentru împământare / neutralizare. El a fost de fapt inventat pentru asta.
• Dacă rețeaua de grup este realizată cu două fire, se recomandă să rulați un fir neutru protejat de la cel mai apropiat ecran. Secțiunea transversală a firului trebuie să fie mai mare decât faza (mai precis, puteți consulta PUE).