Заземление: что это простыми словами и зачем оно нужно

Определение и понятие заземления

Заземление это: определение и термин

Заземление — это преднамеренное электрическое соединение частей установки с землёй через проводники и заземлители для безопасного отвода токов неисправности, помех и разрядов. Цель — снизить опасные напряжения на корпусах оборудования и обеспечить контролируемый путь тока.

Что такое заземление простыми словами (электробезопасность, охрана труда)

Просто: если фаза случайно попадёт на металлический корпус прибора, заземляющий провод «уведёт» ток в землю и «вызовет» срабатывание защиты (автомат, УЗО). Человек, прикоснувшийся к корпусу, не станет «проводником» — напряжение прикосновения упадёт до безопасного уровня. Это базовый механизм охраны труда при работе с электроустановками.

Назначение и цель заземления

Для чего служит заземление в электричестве

• Защита от поражения током. Снижение напряжения на корпусах, формирование малого импеданса аварийной цепи, быстрое отключение питания.
• Стабилизация потенциалов. Формирование общей «нулевой» точки, уменьшение наводок и помех.
• Отвод перенапряжений. Безопасное рассеяние импульсов (грозовые, коммутационные) вместе с устройствами защиты от импульных перенапряжений (УЗИП).
• Рабочая функция. Для некоторых схем (например, IT, измерительные комплексы) — заданный режим нейтрали и контроль изоляции.

Заземление для защиты человека и оборудования (промышленная безопасность)

• Человек. Снижение напряжения прикосновения и шага; срабатывание защитных аппаратов в доли секунды.
• Оборудование. Предотвращение пробоя изоляции, коррозии от блуждающих токов, сбоев электроники.
• Производство. Выравнивание потенциалов, защита КИПиА, ВЧ-экранов, серверных, частотных приводов, систем связи.

Принцип работы заземления

Как работает заземление: простое объяснение

В норме ток идёт «фаза → нагрузка → нейтраль». При повреждении «фаза → корпус» заземляющий проводник соединяет корпус с землёй/нейтралью, создавая низкоомный путь. Ток короткого замыкания резко растёт и моментально отключает автомат/предохранитель. Чем ниже сопротивление цепи «фаза–земля», тем быстрее отключение и тем ниже напряжение на корпусе.

Принцип действия заземления (защита от поражения током, молниезащита)

• Поражение током. Комбинация: защитное заземление + автоматический контроль (УЗО/диффавтомат) + уравнивание потенциалов.
• Молниезащита. Молниеотвод принимает разряд и через токоотводы и заземлитель рассеивает энергию в грунт. Совместно с УЗИП это защищает изоляцию и электронику от импульсов.

Устройство заземления

Из чего состоит система заземления (электрическая сеть, контур)

• Заземлитель (контур). Погружённые в грунт электроды (стержни, полосы, пластины) и соединительные полосы/прутки.
• Заземляющие проводники. PE/РЕN шины, кабели, перемычки.
• Главная шина уравнивания потенциалов (ГШУП). Точка свода PE, металлических коммуникаций, молниезащиты, экранирующих систем.
• Аппараты защиты. УЗО/диффавтоматы, предохранители, УЗИП.
• Соединительная арматура. Болтовые/сварные соединения, клеммы, маркировка.

Основные элементы заземления (заземлитель, проводники, шина)

• Заземлитель. Стержневые (оцинкованная сталь, меднённая сталь), ленточные контуры, фундаментные (армирование, подключённое как естественный заземлитель).
• Проводники. Медные/алюминиевые/стальные; сечение подбирают по токам КЗ и условиям прочности/коррозии.
• Шина PE. Металлическая шина с множеством ответвлений, размещается в ГРЩ/ЩЭ; соединяется с контуром и ГШУП.

Применяемые системы заземления и нейтрали (кратко)

• TN-C. Комбинированный PEN (запрещена в новых жилых внутренних сетях из-за риска обрыва PEN).
• TN-S. Раздельные N и PE по всей сети — эталон для новых объектов.
• TN-C-S. Разделение PEN на вводе здания — распространённое решение модернизации.
• TT. Нейтраль источника заземлена, у потребителя — собственный контур; обязательно УЗО на всех группах.
• IT. Изолированная/высокоомно заземлённая нейтраль; используется там, где важна непрерывность (медицина, промышленность) при жёстком контроле изоляции.

Применение заземления на практике

Заземление зданий и жилых домов

• Ввод и ГШУП. На вводе размещают главную заземляющую шину, к ней подключают PE, металлические трубы (в пределах норм), молниезащиту, экраны.
• Контур. Стержневые электроды по периметру фундамента или фундаментное заземление.
• Распределение. Трёхпроводные линии к розеткам (L–N–PE), УЗО/дифавтоматы в мокрых зонах и на розеточные группы.
• Уравнивание потенциалов. В ванных — локальные перемычки (ванна, водопровод, отопление) к PE.

Заземление электрооборудования (производство, офис, жильё)

• Промышленность. Частотные приводы, шкафы КИПиА, серверные — отдельные шины PE, короткие и широкие полосовые перемычки для снижения ВЧ-импеданса, сетка уравнивания потенциалов в полу.
• Офис. Стабильный PE для ИТ-оборудования + УЗИП на вводе/в щитах.
• Жильё. Крупная бытовая техника (духовой шкаф, стиральная машина, бойлер) — обязательное подключение к PE, дифзащита по зонам.

Принципы проектирования и эксплуатации (что важно знать)

• Низкое сопротивление заземлителя. Подбирают по расчёту токов КЗ, параметрам грунта; применяют дополнительные электроды, увлажнение зоны, химические заземлители — если требуется уменьшить сопротивление.
• Непрерывность PE. Никаких разрывов, выключателей, предохранителей в защитном проводнике.
• Антикоррозионная стойкость. Выбор материалов и защитных покрытий с учётом влажности, агрессивности грунта, блуждающих токов.
• Измерения. Периодический контроль сопротивления петли «фаза–PE», сопротивления заземляющего устройства, целостности соединений; термоосмотры, протяжка клемм.
• Совместимость с УЗО/УЗИП. Подбор номиналов, селективности и категорий защиты; правильная схема подключения N/PE.

Частые ошибки и заблуждения

• «Достаточно нуля вместо PE». Подмена PE на N/N-шины опасна: при обрыве PEN корпуса оказываются под фазой.
• «Глубокий один стержень лучше контура». Один глубокий электрод редко заменяет правильно выполненный распределённый контур.
• «Батареи — это заземление». Подключение к отоплению/водопроводу запрещено и опасно.
• «УЗО заменяет заземление». УЗО повышает безопасность, но не заменяет корректный PE и уравнивание потенциалов.
• «Любая арматура — естественный заземлитель». Только при гарантированном электрическом контакте и соответствии нормам.

Устройство заземления

Из чего состоит система заземления (электрическая сеть, контур)

• Источник питания с выбранным режимом нейтрали (TN/TT/IT).
• Внешний/внутренний контур заземления, соединённый с ГШУП.
• Розеточные и силовые цепи с отдельным PE-проводником.
• Дополнительные защитные меры: УЗО/дифавтоматы, УЗИП, уравнивание потенциалов.

Основные элементы заземления (заземлитель, проводники, шина)

• Электроды (стержни, ленты), сварные/болтовые соединения.
• Проводники PE нужного сечения и материала.
• Главная и дополнительные шины, маркировка, контрольные болты/клеммы.

Мы рекомендуем обратиться к нашим специалистам за измерением сопротивления заземляющих устройств.

Заземление как основа электробезопасности

Заземление — не «дополнение» к электрике, а несущая конструкция безопасности: оно формирует путь тока неисправности, ограничивает напряжение прикосновения, позволяет автоматике отключить питание и защищает оборудование от импульсов. Правильно спроектированная система (контур, PE, уравнивание потенциалов, УЗО/УЗИП) — фундамент промышленной и бытовой электробезопасности, на котором держатся охрана труда, надёжность технологических процессов и устойчивость электроснабжения.