Заземление — преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством. В электротехнике при помощи заземления добиваются защиты от опасного действия электрического тока путём снижения напряжения прикосновения до безопасного для человека и животных значения. Также заземление применяется для использования земли в качестве проводника тока. Производится с помощью заземлителя, обеспечивающего непосредственный контакт с землёй, и заземляющего проводника.Терминология:Глухозаземлённая нейтраль — нейтраль трансформатора или генератора, присоединённая непосредственно к заземляющему устройству. Глухозаземлённым может быть также вывод источника однофазного переменного тока или полюс источника постоянного тока в двухпроводных сетях, а также средняя точка в трёхпроводных сетях постоянного тока.Изолированная нейтраль — нейтраль трансформатора или генератора, неприсоединённая к заземляющему устройству или присоединённая к нему через большое сопротивление приборов сигнализации, измерения, защиты и других аналогичных им устройств.Заземлитель — проводящая часть или совокупность соединённых между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землёй непосредственно или через промежуточную проводящую среду.Естественный заземлитель — сторонняя проводящая часть, находящаяся в электрическом контакте с землёй непосредственно или через промежуточную проводящую среду, используемая для целей заземления.Защитный проводник уравнивания потенциалов — защитный проводник, предназначенный для защитного уравнивания потенциалов.Нулевой защитный проводник  — защитный проводник в электроустановках до 1 кВ, предназначенный для присоединения открытых проводящих частей к глухозаземлённой нейтрали источника питания.Нулевой рабочий проводник  — проводник в электроустановках до 1 кВ, предназначенный для питания электроприёмников и соединённый с глухозаземлённой нейтралью генератора или трансформатора в сетях трёхфазного тока, с глухозаземлённым выводом источника однофазного тока, с глухозаземлённой точкой источника в сетях постоянного тока.Совмещённые нулевой защитный и нулевой рабочий проводники — проводники в электроустановках напряжением до 1 кВ, совмещающие функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников.Главная заземляющая шина — шина, являющаяся частью заземляющего устройства электроустановки до 1 кВ и предназначенная для присоединения нескольких проводников с целью заземления и уравнивания потенциалов.Токоведущая часть — проводящая часть электроустановки, находящаяся в процессе её работы под рабочим напряжением, в том числе нулевой рабочий проводник.Открытая проводящая часть — доступная прикосновению проводящая часть электроустановки, нормально не находящаяся под напряжением, но которая может оказаться под напряжением при повреждении основной изоляции.Зона нулевого потенциала  — часть земли, находящаяся вне зоны влияния какого-либо заземлителя, электрический потенциал которой принимается равным нулю.Рабочее заземление — заземление точки или точек токоведущих частей электроустановки, выполняемое для обеспечения работы электроустановки.Защитное зануление в электроустановках напряжением до 1 кВ — преднамеренное соединение открытых проводящих частей с глухозаземлённой нейтралью генератора или трансформатора в сетях трёхфазного тока, с глухозаземлённым выводом источника однофазного тока, с заземлённой точкой источника в сетях постоянного тока, выполняемое в целях электробезопасности.Уравнивание потенциалов — электрическое соединение проводящих частей для достижения равенства их потенциалов. СУП - система уравнивания потенциалов.Выравнивание потенциалов — снижение разности потенциалов на поверхности земли или пола при помощи защитных проводников, проложенных в земле, в полу или на их поверхности и присоединённых к заземляющему устройству, или путём применения специальных покрытий земли.Замыкание на землю — случайный электрический контакт между токоведущими частями, находящимися под напряжением, и землёй.Прямое прикосновение — электрический контакт людей или животных с токоведущими частями, находящимися под напряжением.Косвенное прикосновение — электрический контакт людей или животных с открытыми проводящими частями, оказавшимися под напряжением при повреждении изоляции.Защита от прямого прикосновения — защита для предотвращения прикосновения к токоведущим частям, находящимся под напряжением.Защита при косвенном прикосновении — защита от поражения электрическим током при прикосновении к открытым проводящим частям, оказавшимся под напряжением при повреждении изоляции.Защитное автоматическое отключение питания — автоматическое размыкание цепи одного или нескольких фазных проводников, выполняемое в целях электробезопасности.Разделительный трансформатор — трансформатор, первичная обмотка которого отделена от вторичных обмоток при помощи защитного электрического разделения цепей.Безопасный разделительный трансформатор — разделительный трансформатор, предназначенный для питания цепей сверхнизким напряжением.Защитный экран — проводящий экран, предназначенный для отделения электрической цепи иили проводников от токоведущих частей других цепей.Защитное электрическое разделение цепей — отделение одной электрической цепи от других цепей в электроустановках напряжением до 1 кВ с помощью:Основная изоляция — изоляция токоведущих частей, обеспечивающая в том числе защиту от прямого прикосновения.Дополнительная изоляция — независимая изоляция в электроустановках напряжением до 1 кВ, выполняемая дополнительно к основной изоляции для защиты при косвенном прикосновении.Двойная изоляция — изоляция в электроустановках напряжением до 1 кВ, состоящая из основной и дополнительной изоляций.Усиленная изоляция — изоляция в электроустановках напряжением до 1 кВ, обеспечивающая степень защиты от поражения электрическим током, равноценную двойной изоляции.Непроводящие помещения, зоны, площадки — помещения, зоны, площадки, в которых защита при косвенном прикосновении обеспечивается высоким сопротивлением пола и стен и в которых отсутствуют заземлённые проводящие части.Коэффициент замыкания на землю в трёхфазной электрической сети — отношение разности потенциалов между неповреждённой фазой и землёй в точке замыкания на землю другой или двух других фаз к разности потенциалов между фазой и землёй в этой точке до замыкания.Напряжение на заземляющем устройстве — напряжение, возникающее при стекании тока с заземлителя в землю между точкой ввода тока в заземлитель и зоной нулевого потенциала.Напряжение прикосновения — напряжение между двумя проводящими частями или между проводящей частью и землёй при одновременном прикосновении к ним человека или животного.Ожидаемое напряжение прикосновения — напряжение между одновременно доступными прикосновению проводящими частями, когда человек или животное их не касается.Напряжение шага — напряжение между двумя точками на поверхности земли, на расстоянии 1 м одна от другой, которое принимается равным длине шага человека.Сопротивление заземляющего устройства — отношение напряжения на заземляющем устройстве к току, стекающему с заземлителя в землю.Эквивалентное удельное сопротивление земли с неоднородной структурой — удельное электрическое сопротивление земли с однородной структурой, в которой сопротивление заземляющего устройства имеет то же значение, что и в земле с неоднородной структурой.Термин «удельное сопротивление», используемый в статье для земли с неоднородной структурой, следует понимать как эквивалентное удельное сопротивление.Термин «автоматическое отключение питания» следует понимать как защитное автоматическое отключение питания.Термин «уравнивание потенциалов», используемый в статье, следует понимать как защитное уравнивание потенциалов.Обозначения:Проводники защитного заземления во всех электроустановках, а также нулевые защитные проводники в электроустановках напряжением до 1 кВ с глухозаземлённой нейтралью, в том числе шины, должны иметь буквенное обозначение «PE» и цветовое обозначение чередующимися продольными или поперечными полосами одинаковой ширины жёлтого и зелёного цветов.Совмещённые нулевые защитные и нулевые рабочие проводники должны иметь буквенное обозначение «PEN» и цветовое обозначение: голубой цвет по всей длине и жёлто-зелёные полосы на концах.Устройство заземления:В России требования к заземлению и его устройство регламентируются Правилами устройства электроустановок.Естественное заземление:К естественному заземлению принято относить те конструкции, строение которых предусматривает постоянное нахождение в земле. Однако, поскольку их сопротивление ничем не регулируется и к значению их сопротивления не предъявляется никаких требований, конструкции естественного заземления нельзя использовать в качестве заземления электроустановки. К естественным заземлителям относят, например, железобетонный фундамент здания.Искусственное заземление:Искусственное заземление — это преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки электрической сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством.Заземляющее устройство состоит из заземлителя и заземляющего проводника, соединяющего заземляемую часть с заземлителем. Заземлитель может быть простым металлическим стержнем или сложным комплексом элементов специальной формы.Качество заземления определяется значением сопротивления заземления  сопротивления растеканию тока, которое можно снизить, увеличивая площадь заземляющих электродов и уменьшая удельное электрическое сопротивление грунта: увеличивая количество заземляющих электродов и  или их глубину; повышая концентрацию солей в грунте, нагревая его и т. д.Электрическое сопротивление заземляющего устройства различно для разных условий и определяется  нормируется требованиями ПУЭ и соответствующих стандартов.Разновидности систем искусственного заземления:электроустановки напряжением выше 1 кВ в сетях с глухозаземлённой или эффективно заземлённой нейтралью;.электроустановки напряжением выше 1 кВ в сетях с изолированной или заземлённой через дугогасящий реактор или резистор нейтралью;.В зависимости от технических особенностей электроустановки и снабжающих электросетей, её эксплуатация может требовать различных систем заземления. Как правило, перед проектированием электроустановки, сбытовая организация выдаёт перечень технических условий, в которых оговаривается используемая система заземления.Классификация типов систем заземления приводится в качестве основной из характеристик питающей электрической сети. ГОСТ Р 50571.2-94 «Электроустановки зданий. Часть 3. Основные характеристики» регламентирует следующие системы заземления: TN-C, TN-S, TN-C-S, TT, IT.система TN — система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки присоединены к глухозаземлённой нейтрали источника посредством нулевых защитных проводников;.система TN-С — система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике на всём её протяжении;.система TN-S — система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники разделены на всём её протяжении;.система TN-C-S — система TN, в которой функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике в какой-то её части, начиная от источника питания;.система IT — система, в которой нейтраль источника питания изолирована от земли или заземлена через приборы или устройства, имеющие большое сопротивление, а открытые проводящие части электроустановки заземлены;.система ТТ — система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки заземлены при помощи заземляющего устройства, электрически независимого от глухозаземлённой нейтрали источника.Т — открытые проводящие части заземлены, независимо от отношения к земле нейтрали источника питания или какой-либо точки питающей сети;.;Последующие буквы — совмещение в одном проводнике или разделение функций нулевого рабочего и нулевого защитного проводников:Системы с глухозаземлённой нейтралью:Системы с глухозаземлённой нейтралью принято называть TN-системами, так как данная аббревиатура происходит от, что означает «земля-нейтраль».Система TN-C:Система TN-C предложена немецким концерном AEG в 1913 году. Рабочий ноль и PE-проводник в этой системе совмещены в один провод. Самым большим недостатком была возможность появления линейного напряжения на корпусах электроустановок при аварийном обрыве нуля. Несмотря на это, данная система всё ещё встречается в постройках стран бывшего СССР. Из современных электроустановок, такая система встречается только в уличном освещении из соображений экономии и пониженного риска.Система TN-S:Система TN-S была разработана на замену условно опасной системы TN-C в 1930-х годах. Рабочий и защитный ноль разделялись прямо на подстанции, а заземлитель представлял собой довольно сложную конструкцию металлической арматуры. Таким образом, при обрыве рабочего нуля в середине линии, корпуса электроустановок не получали линейного напряжения. Позже такая система заземления позволила разработать дифференциальные автоматы и срабатывающие на утечку тока автоматы, способные почувствовать незначительный ток. Их работа основывается на правилах Кирхгофа, согласно которым текущий по рабочему нулю ток должен быть численно равным геометрической сумме токов в фазах.Система TN-C-S:В системе TN-C-S трансформаторная подстанция имеет непосредственную связь токопроводящих частей с землёй и наглухо заземлённую нейтраль. Для обеспечения связи на участке трансформаторная подстанция — ввод в здание применяется совмещённый нулевой рабочий и защитный проводник, принимающий обозначение PEN. При вводе в здание он разделяется на отдельный нулевой и защитный проводник.Также можно наблюдать систему TN-C-S, где разделение нулей происходит в середине линии, однако, в случае обрыва нулевого провода до точки разделения, корпуса окажутся под линейным напряжением, что будет представлять угрозу для жизни при касании.Достоинства: более простое устройство молниезащиты, возможность защиты от КЗ фазы на корпус прибора с помощью обыкновенных «автоматов».Недостатки: крайне слабая защищённость от «отгорания нуля», то есть разрушения PEN по пути от КТП к точке разделения. В этом случае на шине PE со стороны потребителя появляется фазное напряжение, которое не может быть отключено никакой автоматикой. Если внутри здания защитой от этого служит система уравнивания потенциалов,.В соответствии с ПУЭ является основной и рекомендуемой системой, но при этом ПУЭ требуют соблюдения ряда мер по недопущению разрушения PEN — механическую защиту PEN, а также повторных заземлений PEN воздушной линии по столбам через какое-то расстояние.В случае, когда эти меры соблюсти невозможно, ПУЭ рекомендуют TT. Также ТТ рекомендуется для всех установок под открытым небом.В городских зданиях шиной PEN обычно является толстая металлическая рама, вертикально идущая через всё здание. Её практически невозможно разрушить, потому в городских зданиях применяется TN-C-S.В сельской же местности в России на практике существует огромное количество воздушных линий без механической защиты PEN и повторных заземлений. Потому в сельской местности более популярна система TT.В позднесоветской городской застройке как правило применялась TN-C-S с точкой деления на основе электрощита рядом со счетчиком, при этом PE проводилась только для электроплиты.В современной российской застройке применяется и «пятипроводка» с точкой деления в подвале, в стояках проходят уже независимые N и PE.Система TT:В системе TT трансформаторная подстанция имеет непосредственную связь токоведущих частей с землёй. Все открытые проводящие части электроустановки здания имеют непосредственную связь с землёй через заземлитель, электрически независимый от заземлителя нейтрали трансформаторной подстанции.Достоинства: высокая устойчивость к разрушению N по пути от ТП к потребителю. Это разрушение никак не влияет на PE.Недостатки: требования более сложной молниезащиты, а также невозможность для обычного автоматического выключателя отследить КЗ фазы на корпус прибора. Это происходит из-за довольно заметного сопротивления местного заземления.В силу вышеперечисленного ПУЭ рекомендуют ТТ только как «дополнительную» систему, а также в установках на открытом воздухе, где есть риск одновременного соприкосновения с установкой и с физической землей.Тем не менее, ввиду низкого качества большинства воздушных линий в сельской местности России, система TT там крайне популярна.ТТ требует обязательного применения УЗО. Обычно устанавливают вводное УЗО уставкой 300—100 мА, которое отслеживает КЗ между фазой и PE, а за ним — персональные УЗО для конкретных цепей на 30-10 мА для защиты людей от поражения током.Молниезащитные устройства, такие, как ABB OVR, различаются по конструкции для систем TN-C-S и TT, в последних установлен газовый разрядник между N и PE и варисторы между N и фазами.Системы с изолированной нейтралью:Система IT:В системе IT нейтраль источника питания изолирована от земли или заземлена через приборы или устройства, имеющие большое сопротивление, а открытые проводящие части заземлены. Ток утечки на корпус или на землю в такой системе будет низким и не повлияет на условия работы присоединённого оборудования.Система IT применяется, как правило, в электроустановках зданий и сооружений специального назначения, к которым предъявляются повышенные требования надёжности и безопасности, например, электроустановки подземных разработок и угольных шахт, при этом для создания безопасных условий эксплуатации для обслуживающего персонала и исключения взрывов пыли и газов в обязательном порядке устанавливаются так называемые рудничные устройства защиты от токов утечки; система IT может также применяться в больницах для аварийного электроснабжения и освещения.Изолированную нейтраль имеют портативные бензиновые и дизельные электростанции, что позволяет достаточно безопасно использовать подключенные к ним электроприборы без заземления, которое в «полевых» условиях сделать проблематично.Ранее система с изолированной нейтралью была широко распространена и в системах энергоснабжения жилых домов, особенно деревянных неблагоустроенных, питающие линии к которым также подводились по деревянным опорам. В СССР бытовые электросети сети напряжения 127220 В были только с изолированной нейтралью, хотя промышленные сети напряжения 220380 В в те же годы уже имели заземленную нейтраль. Связано это было с тем, что организовать надежное заземление электрического щита и электроприборов в деревянном доме было проблематично, кроме того при наличии заземления возрастал риск возникновения пожара при замыкании фазового провода или возникновении утечки тока на заземлитель. Изолированная нейтраль в сочетании с отсутствием в деревянном неблагоустроенном доме естественно заземленных токопроводящих элементов и сравнительно низком напряжении дополнительно практически до минимума снижала риск поражения электрическим током при однофазном прикосновении. Эта особенность ранних бытовых сетей приводила к тому, что многими людьми электрический ток не воспринимался как источник повышенной опасности и работы по замене лампочек, ремонту розеток и выключателей часто проводились без отключения сети. Использование приборов класса защиты от поражения электрическим током 0 было также достаточно безопасно. В сети с изолированной нейтралью, при однофазном подключении, оба проводника равноправны и не подразделяются на фазовый и нейтральный. По этой причине в старых домах предохранители на вводе в квартиру ставились на обоих проводниках.Сети с изолированной нейтралью сохранились и с началом распространения железобетонных благоустроенных домов, имеющих токопроводящие стены и заземленные трубопроводы. Этот фактор резко повысил риск поражения электрическим током в быту, так как в железобетонном доме неизбежно возникали неконтролируемые утечки тока на землю, из-за чего один из фазовых проводов мог оказаться непреднамеренно связанным с токопроводящими конструкциями здания и землей. Но так как нейтраль изолирована — ток короткого замыкания при этом не возникал, факт утечки тока на здание и землю не обнаруживался и сеть могла работать в аварийном режиме продолжительное время. В такой ситуации случайное прикосновение к другому фазовому проводнику человеком, находящимся на бетонном полу, в ванной или у раковины становилось чрезвычайно опасным, так как человек оказывался под линейным напряжением. Поэтому с началом массового строительства железобетонных домов бытовые сети стали строиться уже по системе с заземленной нейтралью: в 1960-х - 1980-х годах по системе TN-C, а с 1990-х по системе TN-C-S.Защитная функция заземления:Защитные заземления предотвращают возможность попадания человека под напряжение, что возможно в случае повреждения изоляции электрического оборудования или соприкосновения с оборванными проводами. Защитному заземлению подлежат все металлические наружные части и каркасы электротехнического оборудования.Принцип защитного заземления:Уменьшение до безопасного значения разности потенциалов между заземляемым проводящим предметом и другими проводящими предметами, имеющими естественное заземление.Отвод тока утечки при контакте заземляемого проводящего предмета с фазным проводом. В правильно спроектированной системе появление тока утечки приводит к немедленному срабатыванию защитных устройств.В системах с глухозаземлённой нейтралью — инициирование срабатывания предохранителя при попадании фазного потенциала на заземлённую поверхность.Таким образом, заземление наиболее эффективно только в комплексе с использованием устройств защитного отключения. В этом случае при большинстве нарушений изоляции потенциал на заземлённых предметах не превысит безопасных величин. Более того, неисправный участок сети будет отключён в течение очень короткого времени.Работа заземления при неисправностях электрооборудования:Типичный случай неисправности электрооборудования — попадание фазного напряжения на металлический корпус прибора вследствие нарушения изоляции. между каждым питающим проводником и корпусом прибора, в этом случае они представляют делитель напряжения, сообщающий корпусу потенциал, примерно равный половине напряжения питания. Этот потенциал обычно присутствует, даже когда прибор выключен имеющимися у него средствами. В наличии потенциала на корпусе можно убедиться с помощью неонового пробника.  В зависимости от того, какие защитные мероприятия реализованы, возможны следующие варианты:Корпус прибора будет находиться под фазным потенциалом и это никак не будет обнаружено. Прикосновение к такому неисправному прибору может быть смертельно опасным.Если ток утечки по цепи фаза-корпус-заземлитель достаточно велик, то предохранитель сработает и отключит цепь. Наибольшее действующее напряжение на заземлённом корпусе составит U max R G  ·I F  , где R G   − сопротивление заземлителя, I F   − ток, при котором срабатывает предохранитель, защищающий эту цепь. Данный вариант недостаточно безопасен, так как при высоком сопротивлении заземлителя и больших номиналах предохранителей потенциал на заземлённом проводнике может достигать довольно значительных величин. Например, при сопротивлении заземлителя 4 Ом и предохранителе номиналом 25 А потенциал может достигать 100 вольт.Корпус прибора будет находиться под фазным потенциалом и это не будет обнаружено до тех пор, пока не возникнет путь для прохождения тока утечки. В худшем случае утечка произойдёт через тело человека, коснувшегося одновременно неисправного прибора и предмета, имеющего естественное заземление. УЗО отключает участок сети с неисправностью, как только возникла утечка. Человек получит лишь кратковременный удар током, как правило, не причиняющий вреда здоровью.Это наиболее безопасный вариант, поскольку два защитных мероприятия взаимно дополняют друг друга. При попадании фазного напряжения на заземлённый проводник ток течёт с фазного проводника через нарушение изоляции в заземляющий проводник и далее в землю. УЗО немедленно обнаруживает эту утечку, даже если та весьма незначительна, и быстро отключает участок сети с неисправностью. Помимо этого, если ток утечки достаточно велик, то может также сработать и предохранитель. Какое именно защитное устройство отключит цепь — зависит от их быстродействия и тока утечки. Возможно также срабатывание обоих устройств. Важно также, что только в этом случае, отказ какого-либо одного из двух защитных устройств не приведёт к полной неработоспособности системы защиты.Ошибки в устройстве заземления:Файл:Incorrect connect PE and N copy.jpg - Пример неправильного монтажа: соединение рабочего нуля и PE-проводника на правой верхней клеммной колодке.Неправильные PE-проводники:Иногда в качестве заземлителя используют водопроводные трубы или трубы отопления, однако их нельзя использовать в качестве заземляющего проводника. В водопроводе могут быть непроводящие вставки, электрический контакт между трубами может быть нарушен из-за коррозии, и, наконец, часть трубопровода может быть разобрана для ремонта. Также существует опасность поражения электрическим током при соприкосновении с токопроводящими частями сантехники.«Чистая земля»:Популярным является поверье о том, что компьютерные и телефонные установки требуют заземления, отдельного от общего заземления всего здания.Это совершенно неверно, ибо ЗУ имеет ненулевое сопротивление, и, в случае КЗ фазаnbsp;—nbsp;PE на одном из устройств, по ЗУ начинает течь ток и его потенциал растёт из-за сопротивления ЗУ. В случае наличия 2 и более независимых ЗУ это приведёт к появлению разности потенциалов между PE различных электроустановок, что может создать риск поражения людей током, а также заблокировать интерфейсные устройства без гальванической развязки, которые соединяют 2 части системы, заземлённые от независимых ЗУ.Всё сказанное выше относится и к кустарным заземлениям вида «закопаем в огороде ведро и заземлим на него один прибор», которые иногда устраиваются в сельской местности.Объединение рабочего нуля и PE-проводника:Другим часто встречающимся нарушением является объединение рабочего нуля и PE-проводника за точкой их разделения по ходу распределения энергии. Такое нарушение может привести к появлению довольно значительных токов по PE-проводнику, а также к ложным срабатываниям устройства защитного отключения.Неправильное разделение PEN-проводника:Крайне опасным является следующий способ «создания» PE-проводника: прямо в розетке определяется рабочий нулевой проводник и ставится перемычка между ним и PE-контактом розетки. Таким образом, PE-проводник нагрузки, подключённой к этой розетке, оказывается соединённым с рабочим нулём.Опасность данной схемы в том, что на заземляющем контакте розетки, а следовательно, и на корпусе подключённого прибора появится фазный потенциал, при выполнении любого из следующих условий:Система уравнивания потенциалов:Так как ЗУ имеет сопротивление, и в случае протекания через него тока оказывается под напряжением, его одного недостаточно для защиты людей от поражения током.Правильная защита создается путём организации системы уравнивания потенциалов, то есть электрического соединения PE проводки и всех доступных для прикосновения металлических частей здания.В этом случае, даже если ЗУ окажется под напряжением, под ним же оказывается всё металлическое и доступное для прикосновения, что снижает риск поражения током.В кирпичных домах советского периода, как правило, СУП не организовывалась, в панельных же  — организовывалась путём соединения в подвале дома рамы электрощитков и водопроводов.