Різниця між Зв'язуванням, Заземленням та Зануленням

Посилання на сторінку сайту Магазину Gtest(R) з номенклатурою Мегомметрів, Тестерів ізоляції, Тестерів заземлення, а також рекомендовані прилади та статті для подальшої самоосвіти - наприкінці цієї Розділу

Вступ:

• Однією з найнезрозуміліших і заплутаних концепцій є різниця між зв'язуванням, заземленням та заземленням. Зв'язування — більш зрозуміле слово порівняно із заземленням та заземлюючим пристроєм, але між заземленням та заземлюючим пристроєм є мікро різниця.
• Заземлення і занулення насправді є різними термінами висловлювання однієї й тієї ж поняття. Заземлення або земля в системі електропроводки мережі - це провідник, який забезпечує шлях з низьким опором до землі, щоб запобігти появі небезпечної напруги на устаткуванні. Заземлення найчастіше використовується в британських, європейських та більшості країн Співдружності (IEC, IS) стандартах, тоді як «занулення» — це слово, яке використовується у північноамериканських стандартах (NEC, IEEE, ANSI, UL).
• Ми розуміємо, що заземлення та занулення необхідні, і маємо уявлення про те, як це зробити, але ми не маємо кристально ясної концепції для цього. Нам потрібно розуміти, що насправді є дві окремі речі, які ми робимо для однієї і тієї ж мети, яку ми називаємо заземленням або зануленням.
• Заземлення — це посилання на джерело електроенергії із землею (зазвичай через з'єднання з яким-небудь стрижнем, вбитим у землю, або яким-небудь іншим металом, який має прямий контакт із землею).
• Заземлені ланцюги машин повинні мати ефективний шлях від машин до джерела живлення для правильного функціонування (тут — нейтральний ланцюг).
• Крім того, не струмонесучі металеві компоненти в системі, такі як шафи обладнання, корпусу і конструкційна сталь, повинні бути електрично з'єднані і заземлені належним чином, щоб між ними не могло існувати потенціалу напруги. Однак можуть виникнути проблеми, коли такі терміни, як «зв'язування», «заземлення» та «занулення» взаємозамінні або плутаються у певних ситуаціях.
• У системі розподілу електроенергії типу TN, NEC США (і, можливо, інших) встановлюється: Обладнання заземляється для пропуску струму короткого замикання і відключення захисного пристрою без подачі електрики на корпус пристрою. Нейтраль це зворотний шлях струму для фази. Ці заземлювальний провідник і нейтральний провідник з'єднані разом і заземлені на розподільному щиті, а також на вулиці, але мета полягає в тому, щоб струм не протікав по заземленому заземлення, за винятком короткочасних несправностей. Тут можна сказати, що заземлення та занулення практично майже однакові.
• Але в системі розподілу електроенергії типу TT (в Індії) нейтраль заземлена тільки (тут це насправді називається заземленням) на джерелі розподілу (на розподільчому трансформаторі), а чотири дроти (нейтраль і три фази) розподіляються до споживача. У той час як на стороні споживача всі корпуси електроустаткування з'єднані та заземлені у приміщеннях (тут це називається заземленням). Споживач не має права змішувати нейтраль із землею у своїх приміщеннях, тут заземлення та занулення практично відрізняються.
• Але в обох випадках заземлення та занулення використовуються для однієї і тієї ж мети. Спробуймо зрозуміти цю термінологію окремо.

Зв'язування:

• Зв'язування це просто процес з'єднання двох електричних провідників. Це можуть бути два дроти, провід та труба, або це можуть бути два обладнання.
• Зв'язування повинне бути виконане шляхом з'єднання всіх металевих частин, які не повинні проводити струм під час нормальної роботи, щоб привести їх до одного електричного потенціалу.
• Зв'язування гарантує, що ці дві речі, пов'язані, матимуть однаковий електричний потенціал. Це означає, що ми не отримаємо накопичення електрики в одному обладнанні або між двома різними пристроями. Між двома зв'язаними тілами не може бути жодного струму, тому що вони мають однаковий потенціал.
• Зв'язування саме собою нічого не захищає. Однак якщо одна з цих коробок заземлена, накопичення електроенергії бути не може. Якщо заземлена коробка пов'язана з іншою коробкою, інша коробка має нульовий електричний потенціал.
• Воно захищає обладнання та людину, зменшуючи струм між частинами обладнання з різними потенціалами.
• Основною причиною з'єднання є безпека персоналу, тому людина, що одночасно стосується двох одиниць обладнання, не отримує удару струмом, стаючи провідником вирівнювання, якщо одиниці обладнання знаходяться під різним потенціалом.
• Друга причина пов'язана з тим, що станеться, якщо фазовий провідник може бути зіткнутися із зовнішньою металевою частиною. З'єднання допомагає створити шлях із низьким імпедансом назад до джерела. Це змусить протікати великий струм, який, своєю чергою, спричинить спрацювання вимикача. Іншими словами, з'єднання необхідне для того, щоб вимикач спрацював і тим самим припинив несправність.
• З'єднання з електричним заземленням широко використовується для того, щоб гарантувати, що всі провідники (людина, поверхня та продукт) знаходяться під однаковим електричним потенціалом. Коли всі провідники знаходяться під однаковим потенціалом, розряд не може статися.

Заземлення:

• Заземлення означає з'єднання знеструмленої частини (тобто частини, яка не проводить струм у нормальних умовах) із землею, наприклад, рами, корпуси, опори електроустаткування тощо.
• Мета заземлення - мінімізувати ризик отримання удару струмом при дотику до металевих частин за наявності несправності. Зазвичай для цього як позначення використовується зелений провід.
• В умовах несправності невідповідні металеві частини електроустановки, такі як рами, корпуси, опори, огородження і т. д., можуть досягати високого потенціалу щодо землі, так що будь-яка людина або бродяча тварина, що стосується їх або наближається до них, будуть піддаватися різниці потенціалів, яка може призвести до протікання струму через тіло людини або тварини такої величини, яка може виявитися фатальною.
• Щоб уникнути цього, невід'ємні металеві частини електричної системи підключаються до загальної маси землі за допомогою системи занулення, що складається із заземлюючих провідників, щоб безпечно відводити струми пошкодження в землю.
• Заземлення здійснюється шляхом приєднання металевої системи до землі. Зазвичай це досягається шляхом вставки заземлювальних стрижнів або інших електродів глибоко у землю.
• Заземлення забезпечує безпеку або захист електрообладнання та людини шляхом розряду електричної енергії у землю.

Занулення:

• Занулення означає з'єднання струмоведучої частини (тобто частини, яка проводить струм у нормальних умовах) із землею, наприклад, нейтраллю силового трансформатора.
• Занулення виконується для захисту обладнання енергосистеми та забезпечення ефективного зворотного шляху від машини до джерела живлення. Наприклад, заземлення нейтральної точки трансформатора, з'єднаного зіркою.
• Занулення відноситься до струмоведучої частини системи, такої як нейтраль (трансформатора або генератора).
• Через блискавку, стрибки напруги в лінії або ненавмисний контакт з іншими високовольтними лініями у проводах системи розподілу електроенергії може виникнути небезпечно висока напруга. Занулення забезпечує безпечний альтернативний шлях навколо електричної системи вашого будинку, зводячи до мінімуму збитки від таких подій.
• Зазвичай для цього як позначення використовується чорний провід.
• Всі електричні/електронні ланцюги (змінного та постійного струму) потребують опорного потенціалу (нуль вольт), який називається заземленням, щоб уможливити протікання струму від генератора до навантаження. Занулення може бути заземлено чи ні. У розподілі електроенергії він або заземлений у точці розподілу, або на кінці споживача, але не заземлений в автомобілі (наприклад, усі електричні ланцюги транспортних засобів мають заземлення, підключене до шасі та металевого корпусу, які ізольовані від землі через шини). Може існувати напруга нейтралі щодо землі через падіння напруги у проводці, тому нейтраль не обов'язково має бути на потенціалі землі.
• У правильно збалансованій системі фазні струми врівноважують один одного, тому загальний струм нейтралі також дорівнює нулю. Для окремих систем це цілком можливо, але ми прагнемо наблизитися до цього разом. Таке балансування забезпечує максимальну ефективність вторинної обмотки розподільчого трансформатора.

БАГАТОФУНКЦІОНАЛЬНИЙ ЕЛЕКТРИЧНИЙ ТЕСТЕР UT526. Тестер опору заземлення

Мікрорізниця між заземленням та зануленням:

• Між заземленням та зануленням немає великої різниці, обидва означають «підключення електричного кола або пристрою до землі». Це служить різним цілям, таким як відведення небажаних струмів, забезпечення опорної напруги ланцюгів, яким воно необхідне, відведення блискавки від чутливого обладнання. Хоча між заземленням та зануленням є мікрорізниця.

(1) Різниця у термінології:

• У США використовується термін "занулення", а у Великій Британії - "заземлення".

(2) Баланс навантаження та безпеки:

• Земля є джерелом небажаних струмів, а іноді є зворотним шляхом для основного струму. У той час, як заземлення виконується не для зворотного шляху, а тільки для захисту чутливого обладнання. Це альтернативний шлях із низьким опором для струму.
• Коли ми виймаємо нейтраль трифазного несиметричного з'єднання і відправляємо її на землю, це називається заземленням. Заземлення виконується для балансування несиметричного навантаження. У той час як заземлення використовується між обладнанням та ямою для заземлення, щоб уникнути ураження електричним струмом та пошкодження обладнання.

(3) Захист обладнання проти безпеки людини:

• Заземлення призначене для захисту елементів ланцюга, коли висока напруга передається громом або будь-якими іншими джерелами, тоді як заземлення є загальною точкою ланцюга для підтримки рівнів напруги.
• Заземлення використовується для безпеки людського тіла в умовах несправності, а заземлення (як нейтраль) використовується для захисту обладнання.
• Заземлення є превентивним заходом, у той час як заземлення є просто зворотним шляхом
• Заземлюючий провідник забезпечує зворотний шлях струму пошкодження, коли фазний провідник випадково стикається із заземленим об'єктом. Це функція безпеки системи електропроводки, і ми ніколи не очікуємо побачити струм заземлюючого провідника під час нормальної роботи.
• Не заземлюйте нейтраль вдруге, коли вона заземлена на розподільчому трансформаторі, або на головному розподільчому щиті споживача.
• Заземлення діє як нейтраль. Але нейтраль неспроможна діяти як земля.

(4) Нульовий потенціал системи проти нульового потенціалу ланцюга:

• Заземлення та занулення обидва належать до нульового потенціалу, але система, підключена до нульового потенціалу, відрізняється від обладнання, підключеного до нульового потенціалу. Якщо нейтральна точка генератора або трансформатора підключена до нульового потенціалу, це відомо як заземлення. У той же час, якщо корпус трансформатора або генератора підключений до нульового потенціалу, це відомо як заземлення.
• Термін «заземлення» означає, що ланцюг фізично підключений до землі і має нульовий потенціал по відношенню до землі (землі), але у випадку «заземлення» ланцюг фізично не підключений до землі, але її потенціал дорівнює нулю (де алгебраїчно струми рівні нулю) по по відношенню до іншої точки, що також відоме як «віртуальне заземлення».
• Земля має нульовий потенціал, тоді як нейтраль може мати певний потенціал. Це означає, що нейтраль який завжди має нульовий потенціал стосовно землі. У заземленні ми маємо нульовий потенціал щодо землі, тоді як у заземленні ми маємо локальний нульовий потенціал щодо ланцюга. Коли ми з'єднуємо два різні ланцюги живлення у системі розподілу електроенергії, ми хочемо мати однакову опорну точку нульової напруги, тому ми з'єднуємо їх та заземлення разом. Ця загальна опорна точка може відрізнятись від потенціалу землі.

Незаконна практика заміни мети занулення та заземлюючого дроту

• Нейтральний провід у мережевих з'єднаннях є обов'язковим для безпеки. Уявіть, що людина з 4-го поверху будівлі використовує провід заземлення (який заземлений у підвалі в підвалі) як нейтраль для живлення своїх ламп. Інша людина з 2-го поверху має звичайну установку та використовує нейтраль для тієї ж мети. Нейтральний провід також заземлений на рівні землі (згідно з практикою США, нейтраль заземлена в будівлі, а згідно з індійською практикою вона заземлена в розподільчому трансформаторі). Однак заземлюючий провід (нейтральний провід) має набагато менший електричний опір, ніж заземлюючий провід (заземлення), що призводить до різниці електричного потенціалу (тобто напруги) між ними. Ця напруга становить велику небезпеку для будь-кого, хто стосується заземлювального дроту (металевого корпусу обладнання), оскільки воно може мати кілька десятків вольт.
• Друга проблема – це законність. Використання заземлюючого дроту замість нейтралі робить вас злодієм енергії, оскільки лічильник використовує лише фазу та нейтраль для обліку вашого споживання енергії. Багато споживачів крадуть електроенергію, використовуючи заземлюючий провід як нейтральний дроти в лічильнику електроенергії.

Висновок:

Земля є джерелом небажаних струмів, і навіть зворотним шляхом основного струму. У той час, як заземлення виконується не для зворотного шляху, а тільки для захисту чутливого обладнання. Це альтернативний шлях із низьким опором для струму. Земля використовується для безпеки людського тіла в умовах несправності, а занулення (як нейтральна земля) використовується для захисту обладнання.

Магазин Gtest® - постачальник вимірювальних приладів для тестування параметрів заземлення: див. https://gtest.com.ua/izmeritelnye-pribory/izmeritel-soprotivleniya-zazemleniya