Каково назначение заземляющего провода?
Задача заземляющего провода (в американской терминологии) — обеспечить путь обратно к источнику электрического тока — главному электрощиту — в случае короткого замыкания. Надеюсь, этого тока будет достаточно, чтобы сработал автоматический выключатель или перегорел предохранитель. Неисправность может быть вызвана, например, касанием металлического корпуса электроприбора проводом под напряжением.
Задача заземляющего провода НЕ в том, чтобы обеспечить путь к земле или к какому-либо стержню, закопанному в землю. Я не могу не подчеркнуть этого.
В США и Великобритании, и, я думаю, в остальном мире, электросистема заземлена на трансформаторе. Это означает, что от нейтрального вывода трансформатора отходит кабель, уходящий в землю. Одним из важных преимуществ такой системы заземления является защита от ударов молнии.
Помните, что электричество всегда стремится замкнуть цепь. Оно всегда стремится вернуться туда, откуда пришло. В нашем случае это трансформатор. Вот как выглядит система на трансформаторе:
В других странах всё немного иначе, но вы поняли. Высоковольтные кабели входят в трансформатор, низковольтные кабели выходят и входят в дом, а нейтраль трансформатора напрямую замыкается на землю.
Что же произойдёт, если произойдёт замыкание на землю? Вот как всё выглядело до того, как появилось хоть какое-то заземление:
Заземления нет, но и проблем нет, так что всё в порядке.
А вот что происходит, когда заземляющего провода нет, но есть замыкание на землю.
Если вы прикоснётесь к корпусу электроприбора, когда он находится под напряжением, вы можете замкнуть цепь на землю, и весь ток пойдёт через вас. Но через автоматический выключатель протекает слишком мало тока, поэтому он не сработает. Вероятность удара током велика. (Однако учтите, что без заземления ничего произойти не может. Для того, чтобы ток прошёл через вас, необходимо замкнуть цепь.) И помните, что электричество всегда стремится замкнуть цепь, поэтому ток короткого замыкания здесь попытается вернуться на заземлённую сторону трансформатора.
А вот что происходит, когда мы заземляем прибор, и этот заземляющий провод возвращается к нулевой шине в электрическом щитке..
У нас есть зелёный заземляющий провод, идущий к нулевой шине в главном щите. У этого провода очень низкое сопротивление, поэтому электрический ток легко протекает по нему. Это также создаёт короткое замыкание, которое потребляет большой ток и, следовательно, приводит к срабатыванию автоматического выключателя. Именно этого мы и хотим — чтобы автоматический выключатель сработал. Обратите внимание, что вы всё ещё являетесь частью цепи. Но вы подключены параллельно заземляющему проводу, поэтому большая часть тока будет протекать по заземляющему проводу с низким сопротивлением.
А вот что произойдет, если мы попытаемся подключить заземление к земле вместо того, чтобы подключиться к нулевой шине.
Вы снова являетесь частью параллельного электрического пути. Но другой путь пытается пройти через землю — и, конечно же, вернуться к трансформатору. Но земля имеет слишком большое сопротивление, и этот путь не сможет отвести достаточный ток для срабатывания автоматического выключателя. Поэтому ток будет продолжать течь через вас, и есть большая вероятность, что вы будете поражены электрическим током.
Подводя итог, можно сказать, что путь замыкания на землю должен иметь очень низкое сопротивление, чтобы он быстро проводил большой ток, необходимый для срабатывания автоматического выключателя. Единственный способ сделать это — использовать провод, идущий обратно к нулевой шине. Если вы попытаетесь заземлиться на землю, путь тока замыкания будет иметь слишком большое сопротивление, и автоматический выключатель не сработает.
