Заземление кажется чем-то необязательным — «работает же и без него». На самом деле защитный проводник нужен для того, чтобы при пробое изоляции на корпус защита успела отключить линию. Разберём, как именно это происходит — и чего эта защита не гарантирует.
Что происходит при пробое
Если фаза замкнула на металлический корпус, корпус оказывается под напряжением. Дальше всё решает то, образуется ли путь для тока обратно к источнику:
Без защитного проводника — замкнутой цепи нет, ток не течёт, автомат ничего не замечает. Корпус остаётся под напряжением сколь угодно долго, пока его не коснётся человек и сам не станет путём тока в землю.
С защитным проводником (система TN) — пробой замыкает петлю: фаза → корпус → PE → нейтраль источника. По петле идёт большой ток, и его задача не «уйти в землю», а заставить автомат отключить линию.
Это главная мысль урока: защищает не сам факт наличия земли, а автоматическое отключение питания. Именно поэтому нормируется его время, а не «качество земли».
Сама система, в которой эта петля образуется, тоже выбирается не произвольно.
Важно
Отключение происходит не мгновенно. До срабатывания защиты на корпусе возможно напряжение прикосновения — оно ниже фазного, но не равно нулю. Насколько быстро сработает автомат, зависит от полного сопротивления петли повреждения: если оно слишком велико, ток окажется недостаточным и защита может не отключить линию вовремя. Проверяется это измерением, которое выполняет специалист.
Важно
УЗО — дополнительная мера, а не замена защитному проводнику и не абсолютная гарантия. Оно реагирует на утечку, но не защищает от перегрузки и короткого замыкания, и не спасёт, если человек коснётся одновременно фазы и нуля: разницы токов в этом случае нет.
Второй элемент, без которого автоматическое отключение не считается выполненным, — уравнивание потенциалов.
Параметры контура заземления можно прикинуть в калькуляторе заземления — с учётом того, что сопротивление контура это лишь одно из условий, а не доказательство работоспособности защиты, и что подтверждённого нами пункта с нормой сопротивления под конкретный объект здесь нет.
Проверьте на практике
Переключайте заземление и смотрите, по какому пути пойдёт ток пробоя.
Разберём на примере
В стиральной машине пробило изоляцию на металлический корпус. Машина подключена через розетку с защитным контактом.
Шаг 1 — ваш прогноз
Что произойдёт в первый момент после пробоя?
Шаг 2 — эксперимент
Меняйте одну причину и следите, что происходит с наблюдаемой величиной.
Без защитного проводника. Петля повреждения не образуется: току некуда идти, автомат «не видит» аварию и не срабатывает. Корпус при этом остаётся под напряжением сколь угодно долго — до тех пор, пока кто-нибудь его не коснётся и не станет путём тока в землю.
Опасность здесь не в самом прикосновении, а в том, что аварию ничто не прекращает.
Шаг 3 — объяснение
Защитный проводник соединяет корпус с нейтралью источника, поэтому пробой замыкает петлю: фаза — корпус — PE — источник. По ней идёт большой ток, и его задача не «уйти в грунт», а вызвать срабатывание защиты. Именно автоматическое отключение и защищает человека. Без защитного проводника петля не образуется, ток не течёт, и авария продолжается сколь угодно долго.
Границы модели. Модель не показывает время. Отключение не мгновенно, и до срабатывания на корпусе возможно напряжение прикосновения; при слишком большом сопротивлении петли защита может не сработать вовремя.
Шаг 4 — перенесите в новую ситуацию
Перенесите: в старой квартире защитного проводника нет, но в щит поставили УЗО. От чего оно защитит в этой ситуации, а от чего нет?
Проверьте себя
Проверь себя
1Что именно защищает человека при пробое фазы на корпус в системе TN?
2Можно ли трогать корпус прибора сразу после пробоя, если линия заземлена?