Термин: Заземление защитное

Защитное заземление представляет собой преднамеренное соединение корпусов электрооборудования с заземляющим устройством.

Действие защитного заземления в трехпроводной электросети основано на том, что если при помощи провода соединить с землей металлический корпус электрооборудования, оказавшийся под напряжением вследствие пробоя изоляции на цепь фазы электросети, то электрический ток будет отводиться в землю. В случае прикосновения к такому корпусу тело человека окажется присоединенным параллельно малому сопротивлению защитного заземления и не будет подвержено действию тока, опасного для человеческого организма.

В вышеприведённых объяснениях с корпусом ассоциируется не только оболочка устройства, но и любая низковольтная цепь, которая не изолирована достаточной изоляцией от обслуживающего персонала, и поэтому может оказаться электроопасной в случае пробоя фазы на корпус. 

Из принципа действия защитного заземления следует, что при соединении приборов:

Цепь защитного заземления всегда следует подключать первой, а отключать последней.

В приборах и компьютерах с питанием от сети ~220 В  50 Гц часто присутствует цепь защитного заземления на контактах сетевой евровилки. В частности, корпус стационарного системного блока компьютера всегда соединён с заземляющим контактом евровилки. В любых приборах, оснащённых импульсным источником питания (а таких современных приборов подавляющее большинство), к цепи защитного заземления подключены два конденсатора сетевого фильтра источника питания (ёмкостью несколько нФ): между цепями фазы и заземлением, а также между нейтралью и заземлением. Роль этих конденсаторов сетевого фильтра крайне положительна (подавление ВЧ-помех в электросети), если  заземление прибора штатно подключено. Однако следует понимать, что роль конденсаторов сетевого фильтра неоднозначна, если цепь заземления такого прибора не подключена, поскольку конденсаторы создают переменный заряд 50 Гц на корпусе прибора и потенциал напряжения, равный половине фазы сети, то есть ~110 В относительно земли,  или ~190 В относительно другого незаземлённого прибора, если он подключён к другой фазе сети ~220 В! Если для человека заряд конденсаторов сетевых фильтров не представляет угрозы для жизни (при их исправности), то при подсоединении  прибора к другим объектам с неизвестным потенциалом разряд сетевых фильтров через сигнальные цепи, не имеющие гальваничесекой изоляции, может вызвать неисправность аппаратуры. Например, типичной причиной такой неисправности является касание заземлённым проводом сигнальной цепи USB незаземлённого компьютера: при таком касании весь заряд сетевых фильтров прикладывается к низковольтному порту USB, что может вызвать неисправность. Таким образом, в любых приборах с сетевым источником питания при наличии в приборе входов/выходов (интерфейсов) без гальванической изоляции цепь защитного заземления прибора берёт на себя также функции сигнального заземления, выравнивающего потенциалы общих проводов сигнальных цепей (если сигнальное заземление не сделано явно, отдельной цепью).

Было бы ошибкой считать, что цепь защитного заземления используется только лишь для защиты обслуживающего персонала в ситуации пробоя фазы питающей сети на корпус. В электронных приборах даже в пластиковых корпусах цепь защитного заземления нередко используется для фильтров и ограничительных схем  для защиты электроники со стороны цепей питания,  исполнительных силовых цепей, а также со стороны дальних проводных интерфейсов. Например, цепь защитного заземления может явиться общим проводом  для защитных ограничительных схем от искровых разрядов на основе разрядников, варисторов, сапрессоров.

Если цепь заземления в приборе предусмотрена, это означает, что данный прибор, скорее всего, прошёл весь цикл испытаний только с подключенной цепью заземления.

Итак, можно сформулировать несложное правило:

Если защитное заземление прибора предусмотрено в его конструкции, то защитное заземление всегда следует подключать.

При решении задач системной интеграции, особенно разнородного оборудования, при питании этого оборудования от одной и той же сети, важнейшую роль в обеспечении электромагнитной совместимости этого оборудования выполняет цепь защитного заземления, относительно которой, должны работать сетевые фильтры этого оборудования, уменьшающие скорости нарастания токов и напряжений в сети питания. Такая роль цепи заземления препятствует взаимовлиянию оборудования через общую сеть питания, резко уменьшает электромагнитные поля высокой частоты от протяженной сети питания, которые могут негативно влиять на измерительные приборы и здоровье обслуживающего персонала.

Даже, если в распоряжении системного интегратора имеются сетевые розетки без цепи заземления, то дотянуть цепь заземления от металлического корпуса ближайшего электрощитка не является сколько-нибудь сложной задачей (в подавляющем большинстве случаев) – это несравнимо с пользой от задействование цепи заземления по назначению (исходя из вышесказанного). Надеемся, что данная статья поспособствует преодолению “разрухи” (и в голове тоже) там, где раньше обходились без заземления, когда объективно это было необходимо!