ЧТО ТАКОЕ ЗАЗЕМЛЕНИЕ

Заземление в электрике — это преднамеренное электрическое соединение любой точки электрической сети, электроустановки или оборудования с землей. Это ключевой элемент, предназначенный для обеспечения безопасности людей и защиты электрооборудования от повреждений, предотвращая возникновение опасного напряжения.

По сути, если кратко, то заземление это создание безопасного пути для электрического тока в случае непредвиденных ситуаций, таких как пробой изоляции. Его основная задача — отвести опасный ток, который может появиться на корпусах электроприборов, непосредственно в землю, минуя тело человека.

Зачем нужно заземление?

Необходимость использования заземления обусловлена потенциальной опасностью, которую представляет электрический ток в случае неисправности оборудования. Заземление в электрике, прежде всего, означает защиту от поражения электрическим током, что является приоритетом в любых электрических системах.

Принцип работы любого электроприбора основан на прохождении тока по определенному пути внутри изоляции. Однако, если изоляция внутри прибора повреждается, например, из-за старения, механического воздействия или перенапряжения, электрический ток может случайно попасть на его металлический корпус, делая его опасным.

В такой ситуации, если человек прикоснется к этому прибору, он станет частью электрической цепи, и ток пройдет через его тело в землю, вызывая электрический удар. Это представляет серьезную угрозу для жизни и здоровья, вплоть до летального исхода.

Заземление в электрике простыми словами — это создание своеобразного "аварийного спуска" для электрического тока. Оно гарантирует, что в случае пробоя изоляции ток уйдет по безопасному пути в землю, а не через тело человека, тем самым нейтрализуя опасность.

Таким образом, заземление в электричестве это не просто технический термин, а жизненно важная мера электробезопасности, предотвращающая поражение электрическим током и значительно снижающая риск возникновения пожаров, вызванных электрическими неисправностями.

КАК РАБОТАЕТ ЗАЗЕМЛЕНИЕ

Чтобы понять, как работает заземление, представьте электрический ток как поток воды, а электрические провода — как трубы, по которым эта вода течет к потребителям. В нормальном рабочем режиме вода движется строго внутри труб, достигая своей цели безопасно и эффективно.

Однако, если внутри электроприбора происходит повреждение изоляции, это подобно прорыву в трубе: электрический ток ("вода") начинает выходить наружу и может попасть на металлический корпус прибора. В такой ситуации, если человек прикоснется к этому корпусу, он создаст путь для тока через свое тело в землю, что приведет к опасному поражению электрическим током.

Заземление в этой аналогии можно представить как специально созданную дренажную систему, которая оперативно и безопасно отводит "прорвавшуюся" воду прямо в землю. Земля является огромным проводником электричества и обладает способностью поглощать практически любой объем электрического заряда без значительного повышения своего потенциала.

Когда аварийный ток появляется на корпусе прибора, он сталкивается с двумя возможными путями. Первый путь — через тело человека, который может случайно прикоснуться к прибору, и сопротивление этого пути относительно велико. Второй путь — через заземляющий провод, который имеет очень низкое сопротивление и напрямую соединен с металлическим корпусом прибора, а затем с землей.

Электричество, подчиняясь закону Ома, всегда выбирает путь наименьшего сопротивления. Система заземления специально проектируется таким образом, чтобы ее электрическое сопротивление было в десятки, а то и в сотни раз ниже сопротивления человеческого тела. Это гарантирует, что при пробое изоляции подавляющая часть опасного тока устремится по этому специально созданному безопасному пути — заземляющему проводнику — непосредственно в землю.

При этом прохождении большого аварийного тока по заземляющему контуру мгновенно возникает состояние, близкое к короткому замыканию между фазой (проводником под напряжением) и землей. Такой резкий всплеск тока немедленно вызывает срабатывание защитных устройств, установленных в электрической цепи.

Это могут быть автоматические выключатели, которые механически разрывают цепь, или устройства защитного отключения (УЗО), которые реагируют на утечку тока на землю. Эти устройства срабатывают за доли секунды, мгновенно обесточивая поврежденный участок, что приводит к быстрому исчезновению опасного напряжения на корпусе прибора и предотвращает длительное воздействие тока на человека. Таким образом, заземление не только отводит ток, но и инициирует защитное отключение.

Основные компоненты системы заземления

Система заземления — это комплекс взаимосвязанных элементов, каждый из которых играет свою критическую роль в обеспечении безопасности. Эти элементы должны быть правильно подобраны, установлены и соединены, чтобы создать надежный путь для отвода тока.

Заземлитель (заземляющий электрод).

Это сердце всей системы заземления, непосредственный контакт с землей. Заземлители могут быть выполнены в виде одиночных металлических стержней (штырей) из стали или меди, забитых вертикально в грунт на глубину нескольких метров, или как горизонтальные полосы, закопанные в траншеи.

Иногда используются и более сложные конструкции, например, контур заземления из нескольких соединенных стержней, расположенных по периметру здания. Выбор материала и геометрические размеры заземлителя зависят от характеристик грунта и требуемого сопротивления заземления. Чем меньше сопротивление грунта, тем эффективнее заземление.

Заземляющий проводник.

Это провод, который электрически соединяет металлические корпуса электрооборудования, а также главную заземляющую шину, с заземлителем.

Этот проводник должен обладать очень низким электрическим сопротивлением и иметь достаточное сечение, чтобы без перегрева выдержать максимальный ток короткого замыкания, который может возникнуть при аварии. Его целостность и надежность соединения критически важны для функционирования всей системы.

Главная заземляющая шина (ГЗШ).

Это центральная точка в распределительном щитке или вводном устройстве здания. К ГЗШ подключаются все заземляющие проводники от розеток, электроприборов, металлических корпусов оборудования, а также проводник от самого заземлителя. ГЗШ обеспечивает надежное электрическое соединение всех этих элементов, объединяя их в единую систему заземления здания.

Повторное заземление нулевого проводника.

В некоторых системах электроснабжения, особенно в частных домах, также применяется повторное заземление нулевого рабочего проводника на вводе в здание. Это дополнительная мера безопасности, которая обеспечивает защиту даже в случае обрыва нулевого провода на линии электропередачи, создавая дополнительный путь для тока.

Все эти компоненты должны быть смонтированы в строгом соответствии с действующими нормами и правилами электробезопасности, чтобы обеспечить низкое сопротивление цепи "корпус-земля". Регулярные измерения сопротивления заземляющего устройства подтверждают его работоспособность и соответствие установленным стандартам.

ГДЕ ПРИМЕНЯЕТСЯ ЗАЗЕМЛЕНИЕ

Применение заземления является обязательным и повсеместным в современной электроэнергетике и быту. Его наличие является одним из базовых критериев безопасности любой электрической установки и системы электроснабжения.

В жилых помещениях наличие заземления проявляется в трехконтактных розетках, где третий, заземляющий, контакт предназначен для подключения соответствующего провода от электроприбора.

Такие бытовые приборы, как стиральные машины, холодильники, микроволновые печи, электрические плиты и бойлеры, имеют металлические корпуса, которые обязательно должны быть заземлены в соответствии с нормами. В случае повреждения внутренней изоляции этих приборов, заземление предотвращает появление опасного напряжения на их корпусах, защищая пользователя.

На промышленных объектах, в производственных цехах, на крупных складах и в серверных помещениях требования к системам заземления еще более строгие и комплексные. Здесь заземлению подлежат металлические корпуса электродвигателей, трансформаторов, станков, распределительных щитов, металлические конструкции, кабельные лотки, а также все силовое и технологическое оборудование.

Надежное заземление в промышленных условиях не только защищает персонал от потенциальных поражений электрическим током, но и предотвращает повреждение дорогостоящего оборудования от перенапряжений и токов короткого замыкания.

В общественных зданиях, таких как школы, больницы, торговые центры, офисы, также применяются комплексные системы заземления, обеспечивающие безопасность большого количества людей. Системы заземления также используются для молниезащиты зданий и сооружений, эффективно отводя мощный импульс тока молнии в землю, и для обеспечения стабильной работы высокочувствительного электронного оборудования, предотвращая электромагнитные помехи и наводки.

Заключение

В заключение, заземление — это невидимый, но жизненно важный защитник в каждом доме и на любом объекте, где используется электричество. Это фундаментальный принцип электробезопасности, который эффективно предотвращает опасные ситуации, связанные с электрическим током, и минимизирует риски.

Понимая, как работает заземление, мы осознаем его критическую роль в защите жизни людей и сохранности дорогостоящего оборудования. Заземление — это гарантия того, что электричество будет служить нам безопасно и надежно, выполняя свои функции без угроз для окружающих.

© 2012-2025 г.г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов