Заземлення, нейтраль і ПЗВ на резервному живленні

Захист від ураження струмом працює не сам по собі. Він працює лише тоді, коли струм витоку має куди піти. На генераторі ця умова часто не виконується, і про це майже ніхто не попереджає.

ПідключенняОновлено 9 вересня 202610 хв читання

Коротка відповідь

Захисне вимкнення працює за одним принципом: якщо струм пішов кудись повз штатний зворотний провід, різниця виявляється і живлення знімається. Щоб цей струм пішов, потрібні дві речі: справний захисний провідник до корпусів приладів і точка, відносно якої напруга взагалі існує.

У мережі така точка є завжди: нейтраль трансформатора підстанції заземлена. У побутового генератора її може не бути. Обмотка «висить» окремо від землі, і людина, яка торкнулася фази і стоїть на землі, не замикає ланцюг. Це звучить безпечно і частково справді безпечніше, але воно означає, що ПЗВ не спрацює, бо йому нема що виявляти. Другий дотик, до другого полюса або при вже наявному прихованому пошкодженні ізоляції, стає смертельним, і жоден захист не втрутиться.

Три системи заземлення, дуже коротко

Літери в назвах описують дві речі: як заземлене джерело і як заземлені корпуси приладів у вас.

TN-C. Стара радянська схема, поширена в будинках і селах до кінця 1990-х. Захисний провідник і робочий нуль – це один і той самий провід (він називається PEN). Розеток із третім контактом немає, або він нікуди не приєднаний. Головна вада: обрив цього єдиного проводу залишає корпуси приладів під фазним потенціалом. ПЗВ у чистій TN-C працює обмежено, бо немає окремого захисного провідника.

TN-C-S. Сучасний варіант: до вводу в будинок іде спільний PEN, а на вводі він розділяється на робочу нейтраль (N) і захисний провідник (PE), і точка розділення заземлюється власним заземлювачем. Далі по будинку йдуть три проводи: фаза, нейтраль, захисний. Це та схема, до якої зазвичай приводять приватний будинок при реконструкції, і саме вона найзручніша для резервного живлення.

TT. Джерело заземлене на підстанції, а корпуси приладів у вас заземлені на власний локальний заземлювач, не пов'язаний із нульовим провідником мережі. Використовується там, де якість нульового провідника лінії викликає сумніви. У TT застосування ПЗВ обов'язкове: без нього захист від замикання на корпус фактично не працює.

Практичний висновок: перш ніж думати про генератор, з'ясуйте, у якій системі живиться ваш дім. Резервне живлення не виправляє проблем заземлення, воно їх підсилює, і це стосується будь-якої зі схем підключення. Значення скорочень PE, PEN, N і ПЗВ зібрані в довіднику термінів.

Чому ПЗВ може не працювати на генераторі

ПЗВ (пристрій захисного вимкнення, він же RCD) не вимірює «небезпеку». Він вимірює одну конкретну річ: чи дорівнює струм, що витік із фази, струму, який повернувся по нейтралі. Якщо різниця перевищує уставку (для житла зазвичай 30 мА), пристрій розмикає ланцюг за десятки мілісекунд.

Тепер уявіть побутовий генератор, у якого обмотка не має жодного зв'язку з землею. Людина торкається фазного проводу, стоячи босоніж на землі. Через її тіло має піти струм, але йому нема куди повертатися: земля не з'єднана з обмоткою генератора. Струм не тече, різниці немає, ПЗВ не спрацьовує. Формально людина не постраждала.

Проблема в тому, що ця «безпека» тримається на ідеальній ізоляції всієї системи від землі. У реальному домі вона порушується постійно: волога у розподільчій коробці, старий подовжувач у калюжі, пошкоджена ізоляція за плінтусом. Досить одного прихованого замикання другого полюса на землю, і система перестає бути ізольованою: тепер дотик до першого полюса замикає повноцінний ланцюг. Різниця в тому, що про перше замикання ніхто не знав, бо жоден захист про нього не повідомив.

Що таке еталонування нейтралі генератора

Рішення проблеми полягає в тому, щоб дати струму витоку шлях назад до джерела. Для цього нейтраль генератора з'єднують із захисним провідником установки. Ця операція називається еталонуванням нейтралі, іноді її описують як «прив'язку нейтралі до PE» або «створення робочого заземлення генератора».

Після цього система поводиться так само, як мережева: витік на землю створює струм, що повертається до обмотки генератора через захисний провідник, ПЗВ бачить різницю і спрацьовує.

Три правила, які роблять цю операцію безпечною.

Одна точка і тільки одна. З'єднання нейтралі із захисним провідником має існувати рівно в одному місці установки. Дві такі точки створюють паралельний шлях для робочого струму: частина струму піде захисним провідником, і ПЗВ реагуватиме хаотично, а захисний провідник опиниться під навантаженням, для якого не призначений.

Узгодження з перемикачем. Оскільки реверсивний перемикач розриває і нейтраль, схема має бути спроєктована так, щоб у режимі роботи від генератора точка з'єднання була саме одна, і в режимі роботи від мережі – теж саме одна, але це може бути інша точка. Саме тому це не операція «прикрутити перемичку», а частина проєкту.

Врахування конструкції генератора. Частина побутових машин уже має заводську перемичку між нейтраллю і корпусом, частина не має. У генераторів із вбудованим захистом на розетках самовільне додавання перемички може вивести цей захист із ладу. Тип нейтралі вказано в паспорті, і рішення ухвалюють після його прочитання, а не замість.

Навіщо потрібен захисний провідник

Захисний провідник (PE, третій контакт у розетці, жовто-зелений провід) не бере участі в роботі приладів. Він потрібен рівно для одного сценарію: коли ізоляція всередині приладу пошкодилася і фаза торкнулася металевого корпусу.

Без захисного провідника такий корпус мовчки стає під фазним потенціалом, і про це ніхто не дізнається, поки хтось не візьметься за нього однією рукою, торкаючись мокрої мийки другою.

Із захисним провідником відбувається одне з двох. У системі з еталонованою нейтраллю виникає струм замикання, і його вимикає автомат або ПЗВ за частки секунди. У будь-якій системі корпус приладу з'єднаний із корпусами інших приладів і з корпусом генератора, тому між ними не виникає небезпечної різниці потенціалів. Обидва ефекти корисні, і обидва зникають, якщо третій провід у розетці нікуди не приєднаний.

Чому «занулення на батарею» неприпустиме

Ідея приєднати захисний контакт розетки до труби опалення або водопроводу існує рівно стільки, скільки існують розетки з третім контактом у будинках без захисного провідника. Вона виглядає логічно: труба ж металева і йде в землю. Насправді вона небезпечна одразу з кількох боків.

Труба не є заземлювачем. Сучасні стояки й підводки часто виконані з пластику, а металеві ділянки з'єднані через прокладки, різьбові вузли з ущільнювачем і лічильники. Електричний контакт із землею може бути відсутнім або зникнути після найближчого ремонту, про який вас ніхто не попередить.

Ви робите трубу небезпечною для сусідів. Якщо ізоляція вашого приладу пробита на корпус, а корпус приєднаний до труби, потенціал з'являється на всій системі. Людина у сусідній квартирі торкається того самого стояка у ванній кімнаті, стоячи мокрими ногами на мокрій підлозі. Це не гіпотеза, а типовий сценарій електротравм у багатоквартирних будинках.

Струм тече по трубах. Робочі струми, які потрапляють у систему трубопроводів, викликають електрохімічну корозію з'єднань і врешті свищі. Наслідок бачать через рік і не пов'язують із причиною.

Це не працює як захист. Опір такого «заземлювача» непередбачуваний, тому струм замикання може виявитися замалим, щоб вимкнути автомат, але цілком достатнім, щоб убити.

Той самий висновок стосується будь-яких сурогатів: арматури в стіні, металевої вхідної решітки, водогінного крана, газової труби (де це ще й окремо заборонено). Заземлювальний пристрій – це спеціально виконана конструкція, параметри якої вимірюють приладом.

Порядок дій перед підключенням генератора

Про те, як усе це виглядає у багатоквартирному будинку, де щиток є спільною власністю і власного заземлювача зробити неможливо, читайте окремо: що можна і чого не можна в квартирі. Про склад резервної групи, на яку ставлять ПЗВ: виділення критичних ліній.