Яке призначення заземлюючого дроту?

Завдання заземлювального дроту (в американській термінології) - забезпечити шлях назад до джерела електричного струму - головного електрощита - у разі короткого замикання. Сподіваюся, цього струму буде достатньо, щоб спрацював автоматичний вимикач або перегорів запобіжник. Несправність може бути викликана, наприклад, дотиком металевого корпусу електроприладу дротом під напругою.

Завдання заземлювального дроту НЕ в тому, щоб забезпечити шлях до землі або до будь-якого стрижня, закопаного в землю. Я не можу не наголосити на цьому.

У США та Великій Британії, і, я думаю, в іншому світі, електросистема заземлена на трансформаторі. Це означає, що від нейтрального виведення трансформатора відходить кабель, що йде в землю. Однією з важливих переваг такої системи заземлення є захист від ударів блискавки.

Пам'ятайте, що електрика завжди прагне замкнути ланцюг. Воно завжди прагне повернутись туди, звідки прийшло. У нашому випадку це трансформатор. Ось як виглядає система на трансформаторі:

В інших країнах все трохи інакше, але ви зрозуміли. Високовольтні кабелі входять у трансформатор, низьковольтні кабелі виходять і входять у будинок, а нейтраль трансформатора замикається безпосередньо на землю.

Що ж станеться, якщо замикання на землю? Ось як все виглядало до того, як з'явилося хоч якесь заземлення:

Заземлення немає, але й проблем немає, тому все гаразд.

А ось що відбувається, коли заземлюючого дроту немає, але є замикання на землю.

Якщо ви торкнетеся корпусу приладу, коли він знаходиться під напругою, ви можете замкнути ланцюг на землю, і весь струм піде через вас. Але через автоматичний вимикач протікає надто мало струму, тому він не спрацює. Можливість удару струмом велика. (Однак врахуйте, що без заземлення нічого не може статися. Для того, щоб струм пройшов через вас, необхідно замкнути ланцюг.) І пам'ятайте, що електрика завжди прагне замкнути ланцюг, тому струм короткого замикання тут спробує повернутися на заземлений бік трансформатора.

А ось що відбувається, коли ми заземляємо прилад, і цей заземлюючий провід повертається до нульової шини в електричному щитку.

У нас є зелений провід заземлення, що йде до нульової шини в головному щиті. У цього дроту дуже низький опір, тому електричний струм легко протікає ним. Це також створює коротке замикання, яке споживає великий струм і, отже, спрацьовує автоматичний вимикач. Саме цього ми й хочемо, щоб автоматичний вимикач спрацював. Зверніть увагу, що ви все ще є частиною ланцюга. Але ви підключені паралельно заземлювальному дроту, тому більша частина струму протікатиме по заземлюючому дроту з низьким опором.

А ось що станеться, якщо ми спробуємо підключити заземлення до землі замість підключитися до нульової шини.

Ви знову є частиною паралельного електричного шляху. Але інший шлях намагається пройти через землю і, звичайно ж, повернутися до трансформатора. Але земля має дуже великий опір, і цей шлях не зможе відвести достатній струм для спрацьовування автоматичного вимикача. Тому струм продовжуватиме текти через вас, і є велика ймовірність, що ви будете вражені електричним струмом.

Підсумовуючи, можна сказати, що шлях замикання на землю повинен мати дуже низький опір, щоб він швидко проводив великий струм, необхідний спрацьовування автоматичного вимикача. Єдиний спосіб зробити це – використовувати провід, що йде назад до нульової шини. Якщо ви спробуєте заземлитись на землю, шлях струму замикання матиме занадто великий опір і автоматичний вимикач не спрацює.