Зачем заземляться

Зачем заземляться

Приветствую хабровцев.

Для кого этот пост

История вопроса

Купив новые наушники с микрофоном, и придя домой — я с грустью обнаружил, что микрофон создает посторонний шум. Я вернулся в магазин, там на ноутбуке мы проверили, не было никакого постороннего шума от микрофона. Придя домой стал искать причину. Подключил старые наушники, не шумят. Снова подключил новые наушники, шумят. Через некоторое время я случайно прикоснулся к системному блоку ногой, и о чудо шум значительно уменьшился.

Итак, я пришел к выводу, что на корпусе системника возникают какие-то помехи. У меня сразу же возникла мысль о заземлении, и я полез измерять напряжение корпуса относительно земли. За землю сначала я взял нулевой провод, и с удивлением обнаружил, что разность потенциалов получилась порядка 100В. Решил измерить напряжение относительно отопительной батареи, все те же

Стало любопытно, решил гуглить, и как оказалось я далеко не первый:

Откуда все-таки напряжение

Я не буду вдаваться в подробности, откуда берется напряжение на корпусах холодильников/стиральных машин. Скажу лишь, что причина в 99% случаев та же, что и на корпусе системного блока. В гугле можно найти более подробное описание и объяснение. В кратце же причина такова:
В блоке питания компьютера стоит фильтр, гасящий высокочастотные помехи, и сбрасывающий их в землю. А вот собственно и сам этот фильтр:

Таким образом в землю у нас идет 110В (если в розетке 220В), но ток представляет собой только ток помех, а значит и сила тока у нас будет незначительная.
А вот такой девайс наверное знаком всем:

Подводный камень данного девайса заключается в том, что он связывает заземления всех устройств, включенных в него. Если у вас включено N системников в него, то ток, отфильтрованный каждым фильтром в БП будет складываться, и находиться на корпусе каждого системника будет уже сумма 😉 Кроме того, как показали мои «измерения земли» — точно такие же фильтры находятся в мониторах (по крайней мере в обоих моих мониторах именно так).

Чем это грозит

Даже сложив ток от 5-6 устройств, подключенных к вышеупомянутому сетевому фильтру — вряд ли он будет настолько сильным, чтобы убить человека. Но тут есть другие подводные камни.
Что будет если один из конденсаторов фильтра вдруг пробьет? Вы запросто получите полные 220 на корпусе своего системника. Конечно конденсаторы выбираются с таким номинальным напряжением, чтобы пробоя не случилось даже от сильных скачков (на выше приведенной схеме 2kV например), но как говорится раз в год и лапоть стрельнет. Но это не самое страшное.
Основная прелесть в том, что устройства, рассчитанные на заземления проектируются так, как будто у вас заземление есть. устройство правомерно считает, что в случае внештатной ситуации оно может сбросить излишки тока в землю. На схеме выше видно, что земля, которую я обвел — не единственная. И сколько у вас таких потенциальных мест неизвестно. Таким образом без существующего заземления на корпусе вашего электроприбора запросто может образоваться опасное для жизни напряжение.

И самый ужас

Особо опасно таким образом использовать приборы, так или иначе работающие с водой. Например стиральные или посудомоечные машины. В стиральной машине например ТЭН может прохудиться, и на корпусе будет полноценных 220В, а поскольку стиральная машина расположена часто в ванной, где кафель, и влага, то вы будете являться отличным проводником, и удар током скорее всего будет летальным

Выводы

Надеюсь тех, у кого все еще нет заземления, я убедил его сделать. Напоследок лишь скажу, не делайте заземление как проще и побыстрее (на батарею, зануление и т.п.), делайте как надо, ибо это не только ваша личная безопасность, но и безопасность окружающих.
На хабре есть статьи, как правильно делать заземление. Так же кучу информации по этому поводу можно нагуглить.

Ну и спасибо за внимание. 😉
UPD. Стараниями TolTol, vertu77, juray я понял, что значительно обезопасить себя можно используя УЗО, т.к. его можно включить в цепь без заземления. Однако не без недостатков

Система ТТ – система, в которой нейтраль силового трансформатора глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки заземлены при помощи заземляющего устройства, электрически независимого от глухозаземленной нейтрали силового трансформатора.

Эта система разработана для мобильных зданий, сделанных из металла или с металлическим каркасом, предназначенных для уличной торговли и бытового обслуживания населения (торговые павильоны, киоски, палатки, летние кафе, будки, фургоны и т.д.). Большую популярность система ТТ стала набирать и в домах в частном секторе.

Как видно из рисунка, в системе ТТ фазный L и нулевой рабочий N проводники электрически не связаны с нулевым защитным РЕ. Здесь делается свой контур заземления, который заводят в дом и подключают в местный внутренний щит.

От щита защитный проводник РЕ разводится по всем розеткам, а также подводится к месту крепления ламп освещения, чтобы заземлить металлические корпуса люстр. Как видите, система проста, но также имеет свои недостатки.

Например: произошло короткое замыкание фазы на «землю».

Автоматический выключатель здесь вряд ли поможет, так как сопротивление между фазным проводником и собственным контуром заземления очень велико. Ток, который возникнет между ними, будет очень мал и автоматический выключатель его не почувствует, так как такой ток не будет являться током короткого замыкания.

Если же будет стоять устройство защитного отключения типа УЗО, реагирующее на токи утечки, то оно сработает и отключит питание.
При коротком замыкании фазы и рабочего нуля выручит автоматический выключатель, а УЗО не среагирует. Поэтому в системе ТТ применяется комбинированная защита от действия электрического тока. А это получается немного дороговато — но жизнь дороже.

При построении схемы питания дома обязательное условие использования не менее двух устройств защитного отключения типа УЗО: одно общее на входе и одно после счетчика. Второе УЗО будет дублировать первое, на тот случай, если первое выйдет из строя.

Приведу оптимальную схему, где дом делят на группы потребителей, и уже для каждой группы устанавливают свое дополнительное УЗО. Например: санузел – группа №1, подсобное помещение – группа №2, комнаты – группа №3, кухня и прихожая – группа №4. Рассмотрим внутреннюю комплектацию и монтаж главного распределительного щита.

Разберем схему.

От линии 0,4 кВ «фаза» и «ноль» заходят в главный распределительный щит дома (ГРЩ) и подключаются на вход автоматического выключателя QF1. С выхода автомата QF1 «фаза» и «ноль» заходят в счетчик SW1, а с выхода счетчика подключаются на вход QF2 – устройство защитного отключения типа УЗО. Далее с выхода QF2 «фаза» и «ноль» попадают на входа автоматов QF3 и QF4 типа УЗО.

С выходов автоматов QF3 и QF4 каждая нулевая жила подключается на свою нулевую колодку N1 или N2, а фазные жилы от этих автоматов распределяются следующим образом:

1. QF3 – фаза подключается на входа автоматических выключателей SF1 и SF2, подающих питание на группу потребителей №1;

2. QF4 — фаза подключается на входа автоматических выключателей SF4 и SF5, подающих питание на группу потребителей №3.

3. С выхода QF2 фазная жила перемычкой подключается на вход автоматического выключателя SF3, подающего питание на группу потребителей №2.

Силовую часть схемы мы разобрали. Сечение жил фазы и нуля при монтаже в силовой части используется не менее 4-х квадратов (на рисунке жилы силовой части выделены толстыми линиями).

Теперь разберем, как запитываются группы потребителей на примере группы №1.

Допустим, мы распределили: автомат SF1 подает питание на розетки, а автомат SF2 на освещение. Начнем с розеток.

От главного щита к соединительной коробке прокладывается трехжильный провод сечением 2,5 квадрата. Первая жила подключается на выход автомата SF1, вторая жила подключается на нулевую колодку N1, а третья жила защитного заземления РЕ подключается на колодку заземления, на которую выведен свой контур заземления. Таким образом сделано и освещение, но только сечение жил для освещения берется 1,5 квадрата.

И теперь, если произойдет утечка тока в группе потребителей №1, то сработает QF3 и отключит питание от этой группы. При этом, к потребителям №2 и №3 напряжение поступать будет.

От соединительной коробки к каждой розетке и к каждой люстре прокладывается свой трехжильный провод. В этой статье монтаж нарисован более подробно.

Теперь разберем группу №2.
На вход автоматического выключателя SF3 подается фазная жила, которая берется с выхода общего автомата QF2, а нулевая жила приходит с нулевой колодки N.

Как правило, таким образом запитывается группа оборудования, к которому не предъявляются усиленные меры защиты по электробезопасности. И если произойдет утечка тока, то сработает QF2, но в этом случае, он отключит общее питание 220 Вольт, то есть всех потребителей.

И еще немного о защитном оборудовании:

QF2 – устройство защитного отключения с током утечки на 300 mA;
QF3, QF4 — устройства защитного отключения с током утечки на 30 mA;
SF1, SF4 — автоматические выключатели на розетки — 16 Ампер;
SF2, SF5 — автоматические выключатели на освещение — 10 Ампер;
SF3 — например, для мощного потребителя — 25 Ампер.

Только с появлением ГОСТ 30339-95/ГОСТ Р 50669-94 и ПУЭ-7 появилась возможность использования системы ТТ, а до этого момента она была запрещена. Но и в ПУЭ есть ограничения на использования системы заземления ТТ:

1.7.59. Питание электроустановок напряжением до 1 кВ от источника с глухозаземленной нейтралью и с заземлением открытых проводящих частей при помощи заземлителя, не присоединенного к нейтрали (система ТТ), допускается только в тех случаях, когда условия электробезопасности в системе TN не могут быть обеспечены. Для защиты при косвенном прикосновении в таких электроустановках должно быть выполнено автоматическое отключение питания с обязательным применением УЗО. При этом должно быть соблюдено условие:
RаIа