Занулення — це коли корпус електроприладу з’єднують не з окремим заземлюючим контуром, а з нульовим робочим провідником мережі. Тобто з тим самим проводом, по якому струм повертається назад до трансформатора підстанції. Звучить просто, але саме в цій простоті і криється купа проблем, через які занулення в класичному вигляді сьогодні заборонене нормами.
Різниця між зануленням і заземленням — це не просто термінологічна плутанина, хоча плутають їх постійно, навіть деякі електрики “зі стажем”. На побутовому рівні люди часто кажуть “заземлив розетку”, маючи на увазі, що приладу підключили захисний провідник. А насправді там може бути реалізоване саме занулення через PEN-провідник старого будинку.
Як працює занулення технічно
У старих будинках, збудованих ще за радянських часів, електромережа зазвичай виконана за системою TN-C. Це коли нульовий робочий (N) і захисний (PE) провідники об’єднані в один — PEN-провідник — по всій довжині лінії, від підстанції до квартири.
Якщо в такій системі корпус пральної машини з’єднати з цим самим PEN-провідником, то при пробої фази на корпус виникає коротке замикання. Автомат чи запобіжник спрацьовує швидко, і людина не встигає отримати смертельний удар струмом — теоретично.
На практиці все складніше. PEN-провідник виконує одразу дві функції — і робочого нуля, і захисного заземлення. А це означає, що при його обриві (а таке трапляється частіше, ніж хотілося б — старі скрутки, окислені контакти, погана ізоляція) на всіх корпусах приладів, підключених до цієї лінії, з’являється небезпечна напруга. Причому не 220 В, а іноді й більше — залежно від навантаження на різних фазах.
Заземлення — окрема система, окремий провідник
Заземлення — це коли захисний провідник (PE) фізично відокремлений від робочого нуля (N) на всій ділянці, і йде він до окремого заземлюючого пристрою — металевого електрода, забитого в землю. Найчастіше це три-чотири штирі з металу, з’єднані між собою і виведені на щиток окремим контуром.
Головна перевага такого рішення — незалежність. Навіть якщо обірветься нульовий робочий провідник, захисний PE залишиться цілим і продовжить виконувати свою функцію. Він не несе на собі робочого струму в нормальному режимі, а вмикається в роботу лише в аварійній ситуації — коли фаза потрапляє на корпус приладу.
Саме тому сучасні системи електропостачання (TN-S, TN-C-S) будуються з розділенням PEN на PE і N ще на підстанції або на вводі в будинок. У приватному секторі часто роблять і власний контур заземлення — це коли додатково до системи будинку власник закопує свій заземлювач біля будинку і підключає його до шини PE у щитку.
Ключові відмінності занулення від заземлення
Якщо коротко звести все до порівняння:
- Занулення використовує робочий нульовий провідник для відведення небезпечного струму, заземлення — окремий незалежний провідник.
- При обриві нуля занулена система стає небезпечною — на корпусах з’являється напруга. Заземлення в такій ситуації продовжує захищати.
- Занулення історично застосовувалося в системі TN-C, заземлення — у TN-S і TN-C-S.
- Сучасні норми (ПУЕ, ДБН) вимагають розділення функцій PE і N, тобто фактично відмову від класичного занулення на користь повноцінного заземлення.
- Занулення дешевше в реалізації (не треба копати контур), заземлення потребує додаткових матеріалів і робіт.
На практиці різниця відчувається так: якщо у вас удома в розетках є третій контакт, підключений до окремої шини PE в щитку, а та шина з’єднана з контуром заземлення — у вас нормальне заземлення. Якщо ж той самий третій контакт просто скручений з робочим нулем десь у розподільній коробці — це фактично занулення, замасковане під “європейську” розетку із заземленням. І це небезпечно.
Чому занулення заборонили нормами
ПУЕ (Правила улаштування електроустановок) та сучасні ДБН прямо вимагають розділяти PEN-провідник на PE і N при вводі в будинок або ще раніше — на трансформаторній підстанції. Систему TN-C дозволяється використовувати лише до точки розділення, далі — тільки TN-S з окремими провідниками.
Причина проста і вже описана вище: обрив PEN-провідника в системі занулення перетворює весь захист на протилежність — джерело небезпеки. Були реальні випадки, коли через обрив нуля в багатоквартирному будинку люди отримували удар струмом, торкаючись металевої ванни чи корпусу холодильника. Ванна, до речі, окрема історія — вологі приміщення взагалі найнебезпечніші з точки зору електротравм, тому там вимоги до заземлення жорсткіші за замовчуванням.
Ще один момент — при заземленні спрацьовування захисту (автомата чи УЗО) відбувається швидше і надійніше, оскільки опір контуру заземлення зазвичай стабільніший, ніж опір довгого PEN-провідника з купою з’єднань по трасі.
Система TN-C-S — компроміс для старих будинків
Повністю перебудувати мережу старого будинку на TN-S — задоволення дороге і не завжди технічно можливе. Тому в реальності найчастіше зустрічається система TN-C-S: до вводу в будинок йде PEN-провідник (як у TN-C), а вже на вводі, в головному розподільчому щиті, його розділяють на окремі PE і N.
Це компромісне рішення дозволяє отримати нормальний захисний провідник у квартирі, не перебудовуючи всю мережу від підстанції. Головне — правильно виконати саме розділення: PEN підключається до окремої шини N, від неї відходить перемичка (згідно з нормами — певного перетину) на шину PE, і далі від PE вже йдуть окремі провідники до розеток і корпусів обладнання.
Якщо цю перемичку і точку розділення виконати неправильно (наприклад, з’єднати шини PE і N у кількох місцях замість однієї), можна отримати так звані зрівняльні струми — коли частина робочого струму нуля піде через захисний провідник. Це і небезпечно, і призводить до хибних спрацьовувань УЗО.
Практичні нюанси для власного щитка
Якщо плануєте робити ремонт електрощита або повну заміну проводки у квартирі старого будинку — має сенс перевірити, за якою схемою підключений будинок. Найпростіше — викликати електрика з вимірювальними приладами, який заміряє опір контуру заземлення і перевірить, де саме відбувається розділення PEN на PE і N.
У приватному будинку ситуація простіша — там можна і потрібно робити власний контур заземлення незалежно від того, як підключена лінія від стовпа. Три електроди з оцинкованої сталі або міді, забиті на глибину 2-3 метри, з’єднані сталевою смугою і виведені на шину PE головного щита — цього зазвичай достатньо для приватного будинку.
Важливо не плутати заземлення з “занулянням розетки” через сусідню батарею опалення чи трубу водопроводу. Такий саморобний варіант — не заземлення в жодному розумінні, і небезпечний ще й тим, що при пробої фази на корпус приладу під напругою опиняється вся система опалення чи водопостачання в будинку.
Заземлення і занулення вирішують одну задачу — захист людини від ураження струмом при пошкодженні ізоляції, — але роблять це принципово по-різному. Занулення покладається на робочий нульовий провідник і небезпечне при його обриві. Заземлення використовує незалежний контур і залишається працездатним навіть при аварії в лінії живлення. Сучасні норми та здоровий глузд однозначно на боці повноцінного заземлення — з окремим PE-провідником, окремою шиною в щитку і, за можливості, власним контуром у землі.