Как замерить сопротивление заземления и проверить розетки
Современный дом насыщен электроприборами. Чтобы их работа была эффективной и безопасной, выполняется заземление. Это несложное устройство обеспечит надежную защиту дома и живущих в нем людей от поражений электрическим током. Ввиду чего очень важно понимать устройство электросистемы дома и на какие аспекты следует обратить внимание при проверке ее работоспособности. Так, к примеру, многих домашних мастеров довольно часто интересует вопрос, как проверить заземление в розетке, дабы удостовериться в ее работоспособности.
Для чего заземляют электроприборы
Основное назначение заземляющего контура — защита человека от поражения электрическим током. Хотя практически любое исправное оборудование в этом плане безопасно, но от возникновения аварийной ситуации оно не застраховано. В стиральной или посудомоечной машине потек сальник, от вибрации перетерлась защитная оболочка провода, пробило изоляцию на электродвигателе или в конденсаторе.
В любом из этих случаев опасное для жизни напряжение может оказаться на металлических частях электрооборудования. Стоит коснуться кожуха той же стиральной машины, как через тело человека пойдет ток, значение которого даже в 60—100 мА представляет угрозу жизни. Практически каждая домохозяйка знакома с ситуацией, когда стиралка или мясорубка «бьются током». Это в лучшем случае. В худшем — просто убьет.
Но если кожух электрического прибора загодя соединить с землей, то появившееся на нем напряжение аварийной утечки сразу же уйдет в землю и не сможет угрожать жизни людей.
Прикосновение к неисправному, но заземленному оборудованию абсолютно безопасно.
Таким образом, заземляя электроприбор, вы обеспечиваете безопасность — как свою, так и своих близких. Именно поэтому к проверке наличия и качества заземляющего контура в своем доме необходимо отнестись со всей серьезностью.
Зануление — фальшивое заземление
Бытует мнение, что подключив кожух прибора к нулю, вы обеспечиваете его заземление. Это мнение совершенно ошибочное. Ноль действительно соединен с землей, но в лучшем случае на домовом щите, расположенном в десятках метров от ваших розеток. Поскольку нулевой провод выполняет функции питающего через него течет ток всех потребителей дома. Любой провод имеет сопротивление, между нулем в вашей розетке и землей может возникать падение напряжения, достигающее десятков вольт.
Занулите бытовой прибор и эти вольты окажутся на кожухе прибора. В случае обрыва нулевого провода где-нибудь на участке подстанции — ваша квартира, фаза через потребителя «перебежит» на все нулевые клеммы ваших розеток, а значит и на корпуса всех зануленных электроприборов. Тут, вообще, вся квартира превращается в сплошной электрический стул. Ввод: зануленный прибор гораздо опаснее своего незаземленного собрата.
При обрыве нулевого провода все шасси зануленных приборов оказываются под напряжением.
Способы проверки заземления в розетке
От наличия заземления в вашем доме зависит безопасность людей, поэтому крайне важно знать в каком состоянии находится заземляющий контур в квартире и есть ли он вообще. Все контрольные работы, которые придется проводить в связи с этим, можно свести к трем пунктам:
- Визуальный осмотр.
- Косвенные измерения.
- Прямые измерения.
- Испытания под нагрузкой.
Проверка визуальным осмотром
Прежде всего, придется разобрать все розетки. У них должна быть соответствующая клемма, к которой подсоединяется заземляющий проводник, как правило, он имеет жёлто-зелёное цветовое исполнение. Если всё это присутствует, значит, розетка заземлена. Если же вы обнаружили только два провода — коричневый и синий (фазу и ноль), то розетка не имеет защитного заземления.
Такая схема исключительно опасна и при таком включении добавляется еще одна угроза. Достаточно поменять местами фазу и ноль на вводе в дом или квартиру (во время ремонтных работ всякое бывает), как все заземляющие клеммы в розетках окажутся под напряжением. Если вы обнаружите в розетках такое безобразие, немедленно его прекратите. В идеале внутренности розетки должны выглядеть так: подводятся три провода — фазный, нулевой и заземляющий.
Если с розетками все в порядке, загляните в этажный щиток. Ввод в вашу квартиру тоже должен иметь три провода, причем заземляющий должен быть надежно прикручен прямо к металлическому шасси щита или к шине, которая электрически соединена с ним. Если все так и есть, то можно считать, что визуальный осмотр закончен, поскольку все этажные щиты должны быть подключены к заземляющему домовому контуру.
Проверка косвенными измерениями
К сожалению, визуальный метод не может дать стопроцентной гарантии. Любая из нижеприведенных причин сведет все результаты осмотра на нет:
- «Щит должен быть заземлен» и «щит заземлен» — далеко не одно и то же. Среди профессиональных электриков тоже есть халтурщики.
- Вы можете просто ошибиться, приняв, к примеру, зануляющую шину в щите за заземляющую.
- Визуально все в порядке, но заземляющий домовой контур где-нибудь в подвале давно спилили и сдали в металлолом.
- Вы банально не смогли разобраться в мешанине щитовых проводов, особенно если оборудование старое, а «специалистов» по электрооборудованию в доме — в каждой квартире.
Поэтому придется на время стать электриком. На этом этапе проверки вам понадобятся указатель напряжения (отвертка-индикатор) и обычный вольтметр переменного тока с пределом измерения не ниже 500 В. Подойдет, к примеру, китайский тестер (мультиметр).
Напряжение в домовой электросети можно измерить обыкновенным тестером, выставленным на соответствующий предел измерения.
При помощи указателя найдите в розетке фазу и убедитесь, что на остальных клеммах, включая заземляющую, напряжения нет. Теперь нагрузите домашнюю электросеть, включив в любую из розеток потребитель мощностью 1—2 кВт. Измерьте напряжение между точками фаза — ноль и фаза — заземляющий контакт. Перед началом измерения не забудьте выставить на приборе необходимый предел! Напряжения должны немного (максимум до 10 В) отличаться друг от друга, поскольку нулевой провод является питающим и находится под нагрузкой, а заземляющий нет.
Если напряжения абсолютно равны, то, скорее всего, заземляющая клемма подключена к нулю либо где-то в квартирных распределительных коробках, либо в этажном щите. В любом случае придется выяснить, где и зачем это сделано. Если нулевой и заземляющий провода просто соединены между собой, то ничего страшного. Намного хуже, если заземляющий провод подключен к нулевой шине, а не к заземляющему контуру. В этом случае он лишь изображает заземляющий, но, по сути, является зануляющим. Конечно, эту проблему придется устранить.
Если разброс напряжения больше 10—15 В, то это означает, что сопротивление заземляющего контура слишком велико и его нужно считать неисправным.
Возможен и вариант, когда между фазой и заземляющей клеммой напряжения нет вообще. Это говорит о том, что провод заземления либо отсутствует (проверяется визуально), либо не подключен к контуру, либо оборван где-нибудь в стене или распределительной коробке.
Измерение сопротивления контура
Этот метод, к сожалению, не только требует специального оборудования, но и трудновыполним в высотных домах. Зато он самый надежный. Суть его измерение сопротивления между заземляющей клеммой ваших розеток и реальной землей. Для проведения работ понадобится высокоточный мостовой омметр и огромное количество проводов. Проверка заземления мультиметром в этом случае, увы, невозможна — не та точность.
Если вы имеете доступ к подобному оборудованию, то раздобудьте три провода любого сечения. Один провод должен соединить прибор и заземляющий контакт розетки (он должен быть минимальной длины). Еще два — прибор и металлические штыри из комплекта, забитые в землю на расстоянии 5—10 м друг от друга.
В зависимости от напряжения в вашей сети показания прибора не должны превышать указанные ниже значения:
- однофазное 127 В или трехфазное 220 В — 8 Ом;
- однофазное 220 В или трехфазное 380 В — 4 Ом;
- однофазное 380 В или трехфазное 660 В — 2 Ом.
Испытание нагрузкой
Если у вас нет мостового омметра или вы живете в высотном доме на последних этажах, то испытать контур можно путем нагрузки. Метод этот достаточно прост, но вполне надежен. Для проведения испытания понадобится электроприбор мощностью не менее 1 кВт (утюг, электрочайник, электрическая плита и т. п. ), указатель напряжения (индикатор) и вольтметр переменного тока (тестер). Если в вашем распоряжении тестера не окажется, можно воспользоваться контрольной лампой на напряжение 220 В и мощностью до 100 Вт. Ее нетрудно сделать из обычной осветительной.
Самодельная контрольная лампа
Теперь посмотрим, как проверить заземление тестером под нагрузкой. Измерьте напряжение между фазной и заземляющей клеммами розетки, показания запишите. Подключите параллельно вольтметру нагревательный прибор. При этом напряжение должно упасть не более чем на 10 В. Если в вашем распоряжении вольтметра нет, то воспользуйтесь контрольной лампой. При подключении нагрузки яркость ее свечения должна уменьшиться совсем незначительно. Сам нагревательный прибор во время испытаний будет работать как ему и положено — полноценно нагреваться. Сильное падение напряжения под нагрузкой говорит о том, что контур имеет слишком большое сопротивление и должен считаться неисправным.
Если ваша квартира оборудована теми или иными устройствами защиты от тока утечки — дифференциальными автоматами или УЗО, — то эта методика проверки не сработает. Защита примет ток нагрузки, подключенной к заземляющей клемме, за ток утечки и аварийно отключит напряжение. С одной стороны, срабатывание УЗО подтвердит, что у вас в доме именно заземление, а не зануление, но с другой — вы так и не выясните, сможет ли контур выдержать ток короткого замыкания при возникновении серьезной аварии.
Впрочем, если у вас стоит защита, которая отлично срабатывает даже от тока утечки, она разъединит аварийную цепь еще до того, как ток короткого замыкания станет критическим. Но если вы все же хотите провести полноценные испытания контура под нагрузкой, то устройства защиты придется временно отключить.
Все переключения и измерения необходимо проводить с соблюдением правил техники электробезопасности и под наблюдением второго лица, не участвующего в работах. Напряжение в домовой сети опасно для жизни!
Как сопротивление влияет на падение напряжения?
Чтобы подать электричество в розетку, необходимо его как-то сгенерировать. Для выработки электроэнергии до сих пор в большинстве применяются технологии конца 19 века – электромагнитная индукция, преобразующая механическую энергию в электрическую. Проще говоря – генераторы. Различие генераторов лишь в том, каким образом подают механическую энергию. Раньше это были громоздкие паровые машины. Со временем добавились гидротурбины для проточной воды (гидроэлектростанции) , двигатели внутреннего сгорания, ядерные реакторы.
Принцип действия генератора основан на магнитной индукции. Вращательное движение генератора превращается в электрический ток. То есть можно сказать, что генератор – это тот же самый электродвигатель, но обратного действия. Если на электродвигатель подать напряжение, то он начнет вращаться. Генератор работает наоборот. Вращательное движение вала генератора превращается в электрический ток. Поэтому, чтобы вращать вал генератора, нам потребуется какая-либо энергия извне. Это может быть пар, который раскручивает турбину, а она в свою очередь раскручивает вал генератора
Принцип работы ТЭС
либо это может быть сила потока воды, которая с помощью гидротурбины раскручивает вал генератора, а он в свою очередь также вырабатывает электрический ток
Принцип работы ГЭС
Ну или это может быть даже ветряк
Ветряная электростанция
Короче говоря, принцип везде один и тот же.
Кстати, ядерный реактор не способен самостоятельно выработать энергию. По сути, атомная энергоустановка является тем же самым примитивным паровым котлом, где рабочим телом является обыкновенный пар. Да, нынче существуют иные способы генерации электричества, на вроде тех же самых солнечных элементов, бетагальванических и изотопных ядерных батарей, «мифических» токомаков. Однако, вышеперечисленный «хайтэк» имеет существенные ограничения – запредельная стоимость материалов ,монтажа и наладки, габариты и малый кпд. Потому, всерьёз рассматривать всё это в качестве полноценной электростанции большой мощности не стоит (по крайней мере в ближайшие пару десятков лет).
Экскурс в историю
Итак, генератор на нашей электростанции преобразовывает механическую энергию в электрическую. А что дальше? В каком виде и как именно передавать энергию потребителю? Как избежать колоссальных потерь при передаче?
Поразительно, но подобная ситуация существовала на самом деле! В той же Российской Империи вплоть до начала 20 века была полная неразбериха. Рядом с каждым «крупным» потребителем электроэнергии (фабрика, подворье преуспевающего купца или гостиница для особ благородных кровей) строили отдельную электростанцию. Было множество конкурирующих фирм, предоставляющих услуги электрификации и, в последующем, своё электрическое оборудование заточенное только под свою сеть. Каждый поставщик электроэнергии задавал собственные параметры электросети – напряжение, частоту. Были даже электросети с постоянным током! Человек, купивший, к примеру, электролампочки в «Товариществе электрического освещения Лодыгин и Ко» смог бы использовать их лишь в электросети этой же компании. При подключении к сети «Дженерал электрик» эта лампочка тут же вышла бы из строя – напряжение сети этой фирмы было значительно выше необходимого, не говоря уже о других параметрах.
Лишь в 1913 году имперские инженеры решились передавать электроэнергию на большие расстояния по воздушным проводным линиям, избавив от необходимости постройки электростанций «у каждой розетки». В преддверии грядущей великой войны и нахлынувшего патриотизма власть задумалась об импортозамещении. Ну прям как в наше время, после кризиса 2014 года). Были финансово и юридически задавлены многие небольшие западные фирмы (кроме германских и французских), преференции и льготы давались лишь отечественным товариществам и предприятиям. В итоге, это привело к монополизму на рынке поставщика электроэнергии и, невольно, стандартизации параметров электрической сети.
Так как Берлин и Париж были уже электрифицированы единой энергосистемой с переменным напряжением сети 220 вольт, отечественные компании также приняли этот стандарт. Людям было удобнее использовать электрические приборы единого типа, не беспокоясь что их новомодный электрический пылесос сгорит на новом месте жительства из-за других параметров энергосети. Произошло полное вытеснение многих небольших фирм – никто уже не хотел пользоваться их услугами и их приборами, хотя они вынужденно подстроились под единый стандарт электросети. Те самые 220 вольт переменного тока.
Безопасность при подключении
Не следует устанавливать в цепь диодов полярные конденсаторы При работе со схемой включения диодов в сеть 220 Вольт основную опасность представляет соединенный последовательно с ними ограничивающий конденсатор. Под воздействием сетевого напряжения он заряжается до опасного для человека потенциала. Чтобы избежать неприятностей в этой ситуации рекомендуется:
- предусмотреть в схеме специальную разрядную резисторную цепочку, управляемую отдельной кнопкой;
- если сделать это невозможно, перед началом настойки после отключения от сети следует разряжать конденсатор с помощью жала отвертки;
- не устанавливать в цепь питания диодов полярные конденсаторы, обратный ток которых достигает значений, способных «выжечь» схему.
Подключить светодиодные элементы на 220 Вольт удается лишь с помощью специальных элементов, вводимых в схему дополнительно. В этом случае можно обойтись без понижающего трансформатора и блока питания, традиционно используемых для подключения низковольтных осветителей. Основная задача добавочных элементов в схеме подключения светодиода в 220В – ограничить и выпрямить ток через него, а также защитить полупроводниковый переход от обратной полуволны.
Почему именно переменное напряжение?
Не так давно по историческим меркам у человечества возникла дилемма: какой ток лучше? Переменный или постоянный? Этот период времени был известен, как “война токов”. На самом деле были споры между Николой Теслой и Эдисоном – самыми великими учеными-изобретателями того времени. Эдисон был за постоянный ток, а Никола Тесла – за переменный. Это борьба продолжалось более 100 лет, даже после смерти этих великих ученых! Но все-таки в 2007 году окончательную победу одержал переменный ток.
Дело все в том, что постоянный ток при передаче на большие расстояния теряет свою энергию на нагрев проводов. Здесь во всем виноват закон Джоуля-Ленца