Побутова техніка стала невід'ємною частиною повсякденного життя. Пральні машини, холодильники, комп'ютери та інші пристрої допомагають виконувати домашні справи швидше та комфортніше. Однак навіть сучасне обладнання не застраховано від несправностей, які можуть призвести до появи небезпечної напруги на металевому корпусі. У такій ситуації людина, яка доторкнулася до приладу, може отримати удар електричним струмом.
Щоб зменшити подібні ризики, застосовують систему захисного заземлення. Вона призначена для зменшення небезпеки ураження електричним струмом у разі пошкодження ізоляції та виникнення аварійних режимів. Але наявність заземлювального контакту у розетці ще не означає, що мережа дійсно забезпечує необхідний захист. Багато залежить від схеми електропостачання будівлі, стану проводки та правильності підключення захисних пристроїв.
У старих багатоквартирних будинках України досі зустрічаються двохдротові мережі, у яких немає окремого захисного провідника. Деякі власники квартир намагаються самостійно виправити ситуацію, поєднуючи нульовий та захисний контакти розеток. Подібне рішення може створити помилкове відчуття безпеки та за певних несправностей збільшити ризик ураження струмом. Розберемося, чим відрізняються основні системи електропостачання та які заходи дійсно допомагають захистити людей та обладнання.
Основні схеми електропроводки та захисного заземлення
1. Система TN-C: особливості та потенційні ризики
У старому житловому фонді широко розповсюджена система TN-C. У такій мережі до споживача зазвичай підходять два провідники: фазний та суміщений нульовий робочий+захисний. Останній позначається PEN та виконує функції, які у більш сучасних системах розподілені між окремими провідниками N та PE. Тому у старих розетках часто передбачено лише два контакти.
При спробі організувати захисне занулення безпосередньо у розетці нульовий провідник підключають не тільки до робочого контакту, але й до контакту, призначеного для заземлення. Передбачається, що при пошкодженні ізоляції та потраплянні фази на металевий корпус виникне струм короткого замикання, внаслідок чого автоматичний вимикач відключить пошкоджений ланцюг.
Однак надійність такої схеми залежить від цілісності PEN-провідника та правильної будови усієї мережі живлення. Головний недолік полягає у тому, що обрив поєднаного провідника здатен призвести до появи небезпечної напруги на корпусах підключених приладів.
Розглянемо можливу ситуацію. Якщо PEN-провідник пошкоджений на ділянці між джерелом живлення та квартирою, а контакти розеток з'єднані за схемою занулення, робочий струм підключеного обладнання може створити небезпечний потенціал на захисних контактах. Через внутрішні ланцюги приладу цей потенціал може потрапити на його металевий корпус. В результаті людина може отримати удар струмом навіть без безпосереднього пошкодження пристрою. При цьому звичайний автоматичний вимикач не обов'язково спрацює, оскільки для його вимкнення потрібен відповідний аварійний струм.
Таким чином, саморобне занулення не можна вважати повноцінною заміною правильно спроектованій системі захисного заземлення. Без перевірки мережі живлення та стану провідників таке втручання здатне зробити експлуатацію електроприладів тільки небезпечнішим.
2. Система TN-C-S: поділ робочого та захисного провідників
У системі TN-C-S суміщений PEN-провідник поділяється на два окремі провідники – робочий нульовий N та захисний PE. Поділ виконується у передбаченій проектом точці, зазвичай, на введенні в електроустановку будівлі. Після цього робочий та захисний провідники повинні виконувати свої функції окремо.
PE призначений для захисту від ураження електричним струмом та з'єднання відкритих провідних частин обладнання із системою захисних провідників. N використовується для проходження робочого струму. Після поділу PEN повторно об'єднувати ці провідники на довільних ділянках мережі не можна.
При правильному проектуванні та монтажі TN-C-S забезпечує більш високий рівень електробезпеки порівняно із саморобними перемичками у розетках. Однак безпека залежить не лише від самого поділу. Необхідно враховувати стан PEN-провідника до точки поділу, надійність його з'єднань, параметри захисних апаратів та виконання вимог чинних електротехнічних норм.
У передбачених нормативами випадках також потрібне повторне заземлення PEN-провідника. Важливу роль відіграють механічна міцність з'єднань, правильний монтаж захисної шини та система урівнювання потенціалів. Якщо PEN-провідник обірветься до точки поділу, небезпечний потенціал може виникнути на захисній системі. Тому TN-C-S не можна вважати абсолютно безпечною за будь-яких обставин. Вона має бути реалізована відповідно до проекту, а не шляхом довільної зміни з'єднань у домашньому щитку.
Чому не можна самостійно переробляти стару мережу
Власники квартир іноді вважають, що різниця між TN-C та TN-C-S полягає виключно у місці встановлення перемички між нульовим та захисним провідниками. Насправді це неправильно. Перш ніж змінювати систему електропостачання, необхідно встановити, як влаштована мережа живлення будівлі та чи передбачені необхідні захисні заходи.
У будинках старої забудівлі, у тому числі, у сталінках та хрущовках, електропроводка могла від самого початку проектуватися без окремого PE-провідника. При цьому існуюча інфраструктура не завжди відповідає вимогам, які необхідні для безпечної організації TN-C-S.
Недостатня надійність старих з'єднань, зношені дроти та кабелі, а також відсутність передбачених проектом елементів захисту можуть звести нанівець очікуваний ефект від самостійної переробки. Якщо захисний провідник не має надійного з'єднання із відповідною системою, він не забезпечує необхідного відведення аварійного струму. Особливо небезпечно підключати захисні контакти розеток до робочого нуля без перевірки стану PEN-провідника та схеми електропостачання. За його обриву корпуси кількох приладів можуть опинитися під небезпечною напругою одночасно. Тому зміну системи заземлення слід доручати кваліфікованому електрику, який зможе обстежити мережу, визначити допустимий спосіб модернізації та перевірити роботу захисних пристроїв.
3. Система TN-S та роль захисного провідника PE
У сучасних електроустановках застосовується, зокрема, система TN-S, у якій робочий нульовий N та захисний PE провідники розділені на всьому протязі відповідної мережі. Окремий PE підключається до передбачених захисних контактів розеток та відкритих провідних частин обладнання, які мають бути заземлені.
Така схема дозволяє організувати ефективний захист при пошкодженні ізоляції. Наприклад, якщо фазний дріт торкнеться металевого корпусу приладу, захисний ланцюг створить передбачений проектом шлях для аварійного струму. Це сприяє швидкому спрацьовуванню відповідного захисного апарату.
Причиною виникнення небезпечної напруги можуть стати пошкодження ізоляції кабелю живлення, несправність внутрішніх електричних з'єднань або дефект окремих компонентів пристрою. Захисне заземлення призначене для зниження ризику при подібних пошкодженнях, але не скасовує необхідності застосовувати справні автоматичні вимикачі та пристрої диференціального захисту.
Як працює ПЗВ
Пристрій захисного відключення (ПЗВ) контролює різницю між струмом, що надходить до навантаження, та струмом, що повертається за робочими провідниками. У справному ланцюзі ці значення у нормальному режимі відповідають одне одному. Якщо частина струму починає йти іншим шляхом, наприклад через захисний провідник або тіло людини, виникає диференціальний струм. Коли він досягає встановленого порогу, ПЗВ відключає ланцюг, що захищається. Це допомагає зменшити тривалість впливу небезпечного струму та знизити ризик тяжких наслідків.
При пошкодженні ізоляції та появі струму витоку на корпус наявність правильно виконаного PE-провідника може забезпечити умови для швидкого виявлення несправності та вимкнення живлення. Однак результат залежить від характеру пошкодження, схеми підключення та правильного вибору захисних пристроїв. ПЗВ не замінює автоматичний вимикач, оскільки не призначений для повноцінного захисту від перевантаження та короткого замикання. Для комплексного захисту застосовують узгоджений набір апаратів, що включає автоматичні вимикачі та пристрої диференціального захисту чи дифавтомати. Важливо розуміти, що навіть справний ПЗВ не гарантує відключення при кожному можливому пошкодженні. Його ефективність залежить від того, де проходить струм витоку та які умови виникли у аварійному ланцюзі.
Наскільки ефективно ПЗВ у двохдротовій мережі
У старій двохдротовій мережі без окремого PE-провідника ПЗВ все одно може забезпечити додатковий захист. Для його спрацьовування не обов'язковою є наявність заземлювального провідника: диференціальний струм може виникнути, наприклад, коли людина торкнеться пошкодженого приладу та одночасно опиниться у контакті із землею або іншим об'єктом, що проводить. У такому разі струм через тіло людини може спричинити спрацьовування пристрою. Тим не менш, це означає, що частина небезпечного струму вже проходить через організм. Тому покладатися на ПЗВ як на єдиний засіб захисту не можна.
Якщо ізоляція пошкоджена, але електричний ланцюг витоку ще не замкнутий, корпус може залишатися під небезпечною напругою, а ПЗВ – не відключати живлення. При дотику до корпусу людина може бути частиною ланцюга, після чого умови для спрацьовування пристрою зміняться. За наявності окремого PE-провідника та правильно організованої системи захисту аварійні умови можуть бути виявлені ще до того, як людина торкнеться несправного обладнання. Саме тому захисне заземлення та диференціальний захист слід розглядати як взаємодоповнюючі заходи.
Чому не можна встановлювати перемичку між N та PE у розетці
У загальнобудинкових та поверхових електричних щитках іноді можна побачити з'єднання, пов'язані з поділом робочого та захисного провідників. Власники квартир помилково вважають, що аналогічну перемичку можна встановити у будь-якій розетці, не прокладаючи новий кабель. Подібний підхід не створює повноцінної системи заземлення. Якщо окремий захисний провідник не передбачений мережею живлення, перемичка між нульовим та захисним контактами не забезпечує необхідної незалежності захисного ланцюга від робочого нуля. При обриві або неправильному підключенні нульового провідника, напруга може з'явитися на корпусах підключених приладів. Додаткові ризики виникають при ремонті електропроводки, заміні розеток та неправильному підключенні обладнання. Наприклад, якщо у ланцюзі занулення допущена помилка і фазний дріт виявляється підключеним до захисного контакту, металевий корпус приладу може бути під напругою. Небезпека зберігається й у тому випадку, коли захисний провідник помилково з'єднаний із фазою у розподільчій коробці.
Ситуація стає ще небезпечнішою, якщо вимикач розриває нульовий провідник замість фазного. Навіть після вимкнення світла або вимкнення пристрою окремі частини електричного кола можуть залишатися під напругою. При дотику до несправного обладнання та одночасно до металевих труб опалення або водопостачання людина може опинитися на шляху проходження електричного струму. Наслідки такого контакту можуть бути тяжкими та навіть смертельними.
Отже, з'єднувати N та PE безпосередньо у розетках не можна, якщо таке рішення не передбачено схемою електропостачання та діючими нормами. Встановлення перемички не замінює реконструкцію мережі та не усуває ризиків, пов'язаних із пошкодженням PEN-провідника.
Чому труби та інші комунікації не підходять для саморобного заземлення
Власники будинків та квартир, де відсутній окремий захисний провідник, іноді намагаються підключити саморобне заземлення до труб водопостачання, опалення чи каналізації. У якості додаткових точок підключення можуть використовуватися металеві конструкції будівлі, елементи ліфтового обладнання та інші інженерні комунікації, і таке рішення не можна вважати безпечним. Внутрішні трубопроводи та випадкові металеві конструкції не призначені для використання у якості самостійного заземлювача побутової електромережі. Їхня електрична безперервність не гарантована, а опір та стан з'єднань можуть змінюватися у процесі експлуатації.
Наприклад, металева ділянка водопроводу може бути замінена полімерною трубою, яка не проводить електричний струм. В результаті електричний зв'язок, який існував раніше, зникне, хоча власник квартири може продовжувати вважати його надійним. Крім того, при аварії на електрообладнанні, пошкодженні зовнішньої мережі або попаданні блискавки небезпечний потенціал може поширитися пов’язаними металевими конструкціями. Якщо до них підключено захисні контакти побутових приладів, ризик ураження струмом може виникнути одразу у кількох приміщеннях.
Окремо слід розрізняти захисне заземлення та систему вирівнювання потенціалів. Металеві комунікації за певних умов включають у систему вирівнювання потенціалів за проектом, але це не означає, що їх дозволяється використовувати замість передбаченого захисного провідника. Правильна система має бути виконана з урахуванням особливостей будівлі, вимог до заземлювального пристрою, перетину провідників та параметрів захисної автоматики. Саморобні підключення до труб не є допустимою альтернативою професійно спроектованим рішенням.
Як організувати заземлення у старому багатоквартирному будинку
Зі зростанням кількості побутової техніки підвищується й значення якісного електричного захисту. У квартирах працюють потужні кухонні прилади, пральні машини, комп'ютери та інше обладнання для безпечної експлуатації якого необхідно враховувати вимоги до електропостачання.
У приватному будинку пристрій заземлення можна передбачити у рамках проекту електропостачання ділянки. У багатоквартирній будівлі ситуація складніша, оскільки захисна система квартири пов'язана із загальнобудинковою інфраструктурою. Тому самостійно влаштований контур не завжди можна коректно підключити до мережі.
Модернізація старого житлового фонду зазвичай передбачає поетапну реконструкцію загальнобудинкових електричних мереж. При проведенні капітального ремонту профільні організації можуть оновлювати ввідні пристрої, розподільчі щити, кабельні лінії та інші елементи інфраструктури.
При цьому, модернізація загальнобудинкової мережі не обов'язково означає, що усі квартирні лінії автоматично отримають окремий PE-провідник. Підключення розеток та внутрішніх групових ліній може вимагати додаткових робіт безпосередньо у квартирі. Перед реконструкцією необхідно обстежити існуючу систему, визначити доступну схему електропостачання та розробити технічне рішення, що відповідає чинним нормам. Тільки після цього можна вибирати спосіб прокладання нових кабелів та підключення захисних провідників.
Чи варто заздалегідь прокладати трижильний кабель
Під час ремонту власники квартир іноді замінюють стару проводку кабелем із трьома жилами, розраховуючи у майбутньому підключити захисний провідник до загальнобудинкової системи. Таке рішення може бути корисним за умови, що нова електропроводка відповідає проекту та вимогам безпеки.
Проте наявність третьої жили сама по собі не означає, що заземлення вже організовано. Захисний провідник повинен бути підключений до передбаченої системи PE, мати надійні з'єднання та відповідати вимогам до прокладання та захисту.
Якщо загальнобудинкова мережа доки не забезпечує коректного підключення PE, не можна самостійно з'єднувати третю жилу з робочим нулем, трубами чи випадковими металевими конструкціями. Залишення підготовленого захисного провідника непідключеним допустимо лише за умови, що його кінці надійно ізольовані, позначені та розміщені безпечним чином. Таке рішення не забезпечує заземлення підключених приладів до завершення необхідних робіт.
Після модернізації загальнобудинкової системи кваліфікований електрик зможе перевірити можливість підключення захисних жил до відповідної шини, виконати необхідні з'єднання та провести перевірку електроустановки.
Основні правила безпечної експлуатації електромережі
Щоб знизити ризик ураження електричним струмом, важливо не обмежуватися встановленням розеток із захисними контактами. Необхідно переконатися, що за ними справді знаходиться справна система захисних провідників та що вона відповідає схемі електропостачання будівлі.
Під час організації чи модернізації електромережі слід враховувати кілька основних вимог:
– не з'єднувати робочий нульовий та захисний провідники у розетках довільними перемичками;
– не використовувати водопровідні та опалювальні труби замість передбаченого системою захисного заземлення;
– не підключати захисний провідник до випадкових металевих конструкцій чи елементів загальнобудинкових комунікацій;
– застосовувати справні автоматичні вимикачі та пристрої диференціального захисту, правильно підібрані для конкретного електричного кола;
– при реконструкції проводки перевіряти стан кабелів, якість з'єднань, параметри захисних апаратів та відповідність виконаного монтажу проекту;
– не вважати розетку з третім контактом доказом наявності повноцінного заземлення;
– передавати роботи зі зміни схеми електропостачання та підключення до PE кваліфікованому фахівцю.
Заземлення – важлива частина комплексної системи електробезпеки, та її ефективність залежить від правильної будови усієї електричної мережі. Самостійні перемички, підключення до труб та інші спрощені рішення не замінюють повноцінну захисну систему. Якщо у квартирі немає окремого PE-провідника, оптимальний шлях – обстежити існуючу електромережу та визначити безпечний спосіб її модернізації спільно із кваліфікованим електриком.
Написати коментар