В наших квартирах и домах, производственных помещениях и офисах, где мы работаем, полным-полно металлических корпусов и конструкций, во время одновременного прикосновения к которым человек может попасть в зону разности потенциалов. Чтобы такого не произошло потенциалы надо уравнять. Как это сделать практически? Соединить все имеющиеся в здании токопроводящие элементы. Такая система уравнивания потенциалов (СУП) создаёт безопасную для человека среду. Одним из элементов СУП является коробка уравнивания потенциалов (КУП).
Об этих СУП и КУП поговорим более подробно, но сначала рассмотрим на практических примерах, что представляет собой разность потенциалов в обычных квартирах и откуда она появляется.
Причины
Все мы учили физику и помним, что потенциал сам по себе опасности абсолютно никакой не представляет. Опасаться надо разности потенциалов.
В квартирах разность потенциалов у труб и бытовых электроприборов может возникнуть вследствие следующих обстоятельств:
- Повредилась изоляция провода, и происходит утечка тока.
- В системе заземления возникли блуждающие токи.
- Схема подключения электрического оборудования выполнена неправильно.
- Проявляется статическое электричество.
- Электрические приборы неисправны.
Опасность
Помните со школы? Любой металлический предмет проводит электрический ток. В наших домах подобные предметы повсюду. Это – трубы центральной отопительной системы, холодного и горячего водопровода; батареи и полотенцесушитель; короб вентиляции и водосток; металлический корпус любого электроприбора.
В общедомовых коммуникациях металлические трубы между собой взаимосвязаны. Рассмотрим простой пример. У нас есть ванная комната, в которой рядом расположены батарея отопления и душевая кабинка.
Если вдруг между этими двумя элементами возникает разность потенциалов, а человек в одно время прикоснётся и к батарее, и к душевой кабинке, будет крайне опасно в плане поражения током. В данном случае тело человека сыграет роль перемычки, по которой потечёт электрический ток.
Путь его протекания нам известен из законов физики – от потенциала с большим значением к меньшему.
Ещё один типичный пример, если разные потенциалы возникают на трубах водопровода и канализации.
Когда на водопроводной трубе появляется токовая утечка, есть вероятность поражения человека во время купания в ванной.
Это произойдёт в том случае, если человек стоит в ванной с водой, при этом открывает слив и касается рукой водопроводного крана. Чтобы подобных проблем не возникало, необходимо уравнивание потенциалов.
Ситуация, когда на трубах в жилом доме присутствует напряжение, показана в этом видео:
Виды
Для того чтобы уравнивать потенциалы существует две системы, о каждой из них мы поговорим более подробно.
Уравнивание основное
Главной считается основная система уравнивания потенциалов, в сокращённом виде она называется ОСУП. По сути, эта система представляет собою контур, объединяющий несколько элементов:
- наиболее важный – главную заземляющую шину (ГЗШ), именно на ней соединяются все остальные элементы;
- всю металлическую арматуру многоэтажного жилого дома;
- молниезащиту здания;
- отопительную систему;
- детали и элементы лифтового хозяйства;
- короба вентиляции;
- металлические трубы водоснабжения и отвода воды.
Каждое здание имеет вводное распределительное устройство (ВРУ), в нём устанавливают главную заземляющую шину (ГЗШ). Она подключается на контур заземления при помощи стальной полосы.
Раньше не нужно было беспокоиться, все металлические элементы объединялись, и не возникало предпосылок для разных потенциалов. Если и появлялся какой-то потенциал на трубе, по пути наименьшего сопротивления он спокойно уходил в землю (мы ведь помним, что металл – это отличный токопроводник).
Сейчас ситуация изменилась, многие жильцы во время ремонтных работ в квартирах меняют металлические водопроводные трубы на полипропиленовые либо пластиковые.
За счёт этого общая цепочка разрывается, батареи и полотенцесушители остаются без защиты, потому что пластик не обладает проводящей способностью и не связан с заземляющей шиной. Представьте, что у вас остались металлические трубы, а сосед снизу всё поменял на пластик.
При появлении потенциала на ваших трубах ему некуда уходить, путь в землю прерван пластиковыми трубами соседа. Таким образом и происходит возникновение разности потенциалов.
Есть у основной системы небольшая проблема. В многоэтажных зданиях коммуникационные пути очень протяжённые, за счёт этого увеличивается сопротивление проводящего элемента.
В величине потенциала на трубах первого и последнего этажей будет ощутимая разница, а это уже представляет собой опасность.
Поэтому создаётся дополнительная система уравнивания потенциалов, она монтируется на каждую квартиру индивидуально.
Дополнительное уравнивание
Дополнительная система уравнивания потенциалов (сокращённое название ДСУП), монтируется в санузлах, в ней объединяются такие элементы:
- металлический корпус душевой кабинки или ванная;
- вентиляционная система, когда её выход в ванную выполнен коробом металлическим;
- полотенцесушитель;
- канализация;
- металлические трубы водопровода, отопления и газового хозяйства.
А вот тут уже понадобится коробка уравнивания потенциалов. К каждому из вышеперечисленных объектов подсоединяется отдельный провод (одножильный, материал исполнения – медь), его второй конец выводят и подсоединяют в КУП.
Выполнение монтажа
КУП различается в зависимости от того, как конструктивно выполнено здание и куда будет монтироваться сама коробка:
- в сплошную стену;
- в полую стену;
- на стенную поверхность (открытый способ установки).
Представляет собой корпус, выполненный из пластика, внутри которого располагается главный элемент – заземляющая шина. Она изготавливается из меди и имеет сечение не менее 10 мм2.
К этой шине через имеющиеся на ней разъемы подсоединяются медные провода от объектов водопроводной, отопительной и газовой систем; от находящихся в помещении электроприборов, а также от розеток и осветительных приборов, установленных в ванной комнате.
Подключение проводов к перечисленным элементам происходит за счёт болтовых соединений либо хомутов.
Иногда используют специальные контактные лепестки, в этом случае металлическая связь между защищаемым элементом и проводом буде особенно прочной.
Чтобы система уравнивания потенциалов в опасных ситуациях работала, нужен надёжный контакт. Поэтому место на трубах, где будет устанавливаться хомут, нужно зачищать до металлического блеска.
Внутренняя шина отдельным медным проводом, называемым защитным РЕ-проводником, соединяется с вводным квартирным щитком, а уже через него подключается непосредственно к ГЗШ. Сечение РЕ-проводника должно быть не менее 6 мм2. Важное условие, если вы решите проложить этот провод в полу, он не должен пересекаться с другими кабелями.
Такая коробка является как бы промежуточным звеном между всеми заземляющимися элементами и вводным щитком. Очень удобно, что от каждого элемента достаточно протянуть проводок только на КУП, а не к общему квартирному щиту.
Когда разводка выполнена пластиковыми трубами, в КУП подсоединяются провода от водопроводных кранов и смесителей.
Перед тем, как монтировать СУП, необходимо узнать, как в доме выполнено заземление. Если по системе TN-C (когда в один провод совмещаются защитный проводник РЕ и рабочий ноль N), выполнять уравнивание нельзя. Это вызовет опасность для других соседей, если у них такой системы нет.
Требования
При монтаже КУПа необходимо придерживаться некоторых требований и правил:
- Её монтаж в ванных комнатах и санузлах обязателен. Во-первых, в этих помещениях расположено много металлических корпусов и поверхностей. Во-вторых, здесь имеется немалое количество электрических приборов. В-третьих, в этих комнатах всегда высокая влажность.
- Устанавливается коробка в том месте, где проходят сантехнические стояки.
- Обязательно подключение всего электрического оборудования, к которому имеется открытый доступ (это, прежде всего, корпуса водонагревательных бойлеров, стиральных машин), а также сторонних проводящих элементов.
- Доступ к КУП должен быть свободным.
- Установка КУП запрещена, когда в доме заземление смонтировано без заземляющего проводника (методом зануления).
- ДСУП запрещается подключать шлейфом.
- ДСУП по всей длине, начиная от КУП в санузле и до самого вводного щитка, нельзя разрывать. Запрещается монтировать в этой цепи любые коммутационные аппараты.
Напоследок хотелось бы сказать, не путайте понятия уравнивание и выравнивание разных потенциалов. Уравнять – значит соединить проводящие элементы электрически, чтобы сделать их потенциалы равными. А выровнять – это снизить разность потенциалов на полу или поверхности земли (шаговое напряжение).
Если в электричестве у вас опыта маловато, то не беритесь сами за такую работу, доверьте её профессионалам. Кроме всего прочего, специалист по окончании монтажных работ должен ещё померить сопротивление заземления, и проверить наличие цепи между заземляющими элементами.
Системы уравнивания потенциалов, отличие от систем выравнивания
Что такое разность потенциалов, и почему она опасна для человека? Любой металлический предмет большого размера (водопроводная труба, радиатор отопления, ванна, корпус холодильника) является хорошим проводником электрического тока. Даже без прямого контакта с источником напряжения, на поверхности этих предметов может возникнуть наведенный электрический ток, по аналогии с шаговым напряжением.
Как это работает
Предположим, что в вашей квартире все розетки и электроприборы заземлены. В теории вы чувствуете себя в безопасности. Ваш сосед снизу, проводя ремонт, заменил канализационную трубу с чугунной на пластиковую.
Теперь между вашей чугунной ванной и физической землей отсутствует надежная электрическая связь.
У соседа пробило изоляцию в люстре, и через влажный пол вашей ванной комнаты, потенциал порядка 100 вольт появился в ванной с водой.
Поскольку в канализационном стоке пластиковая вставка, замыкания на землю не произошло, и защитный автомат не сработал. Весь потенциал накопился в вашей ванной. Вы, находясь в воде, прикасаетесь к смесителю. Через стальные трубы водопровода, он имеет надежную электрическую связь с грунтом. Вы получаете гарантированное поражение электротоком.
Почему так произошло?
Любой проводник содержит в себе электроны. Пока нет разницы в потенциалах на концах проводника, электроны стоят на месте, и электроток не протекает.
В описанной ситуации, труба водопровода имеет нулевой потенциал по всей длине. Ванна с водой, по причине распространения напряжения от неисправной проводки этажом ниже, через отрезок чугунной трубы, имеет потенциал 100 вольт.
Эти предметы между собой не соприкасаются, поэтому электрического тока нет.
После касания одновременно ванной под напряжением и фактически заземленного смесителя, по вашему телу протекает электрический ток. Человек на 80% состоит из воды, поэтому он вполне себе неплохой проводник. Электроны просто устремляются от точки с меньшим потенциалом, к точке с большим потенциалом. Поэтому уравниванию потенциалов в ванной комнате следует уделить особое внимание.
Справедливости ради, если бы вы просто оказались с ванной под напряжением (ничего не касаясь), и так же из нее удалились, никакого поражения электротоком не было.
Вы никогда не задавались вопросом, почему птицы, сидящие на проводе ЛЭП с напряжением свыше 1000 вольт, не погибают от удара током? Потому, что у них такой же потенциал, как у провода: 1000 вольт.
Они не касаются других проводов, разницы потенциалов нет, соответственно, нет и электротока через их тушки.
Еще один пример. Вставьте в отключенную розетку кусок провода (в фазу), и свободно подвесьте его, чтобы он не касался стены и пола. Подайте напряжение — ничего не произойдет. Тем не менее по всей длине провода есть потенциал 220 вольт. Стоит соединить провод с любым предметом, у которого потенциал относительно «земли» ниже, через соединитель (например, человека), потечет ток.
Отсюда вывод: любые предметы, которые в обычных условиях не находятся под напряжением (за исключением аварийных ситуаций), всегда должны иметь равный потенциал. В случае с жилыми помещениями — равный нулю. Для этого, все металлические элементы жилого дома, включая арматуры в стенах, соединяются с контуром заземления еще на этапе строительства.
Это называется: основная система уравнивания потенциалов (ОУП). Вблизи каждого здания расположена главная заземляющая шина (ГЗШ), надежно (обычно с помощью сварки) соединенная с заземлителем (контуром). Она периодически проверяется специальными службами (со временем может рассыпаться от коррозии), и монтируется еще на этапе закладки фундамента.
Можете быть уверены, что все металлические предметы вашей многоэтажки имеют электрический контакт с ГЗШ. Сразу после ввода в эксплуатацию, контур уравнивания потенциалов работает безупречно. Это требование Правил устройства электроустановок соблюдается всегда. Пока не начинаются ремонты в квартирах.
В чем опасность
- Участки систем отопления и водоснабжения меняются на полипропиленовые трубы. Пропадает физическая связь с заземлителем.
Надеяться на воду в трубах нельзя. Сегодня она есть, а завтра труба будет сухой. - Сосед решил отмотать показания счетчика, и подключил нуль к своей батарее отопления. По всей системе появился потенциал: от 220 вольт вблизи квартиры соседа, до нуля в районе подключения трубопровода к главной заземляющей шине.
- У кого-то установлен бойлер без заземления, и он пробивает фазу в бак с водой. Пара ближайших этажей, получает в кранах с водой напряжение до 110 вольт.
- «Продвинутый» сосед электрик организовал заземление электроплиты на стояк с горячей водой (он действительно имеет хороший контакт с грунтом, к тому же конструктивно соединен с ГЗШ). А после аварии, на втором этаже заменили кусок стального стояка, на пластик. У соседа «электрика» коротнула фаза на корпус электропечи, и весь подъезд выше 2 этажа получил на стояке потенциал более 127 вольт.
Вы скажете, что это все незаконно, и запрещено? Да, это так.
Но это логика пешехода, который видит несущийся на него автомобиль, и продолжает находиться на переходе, уповая на ПДД. Пешехода собьют, водителя обязательно накажут. Кому от этого станет легче?
Не следует надеяться на то, что вокруг вас все придерживаются Правил устройства электроустановок. Поэтому организуем дополнительное уравнивание потенциалов.
Уравнивание или выравнивание
Многие путают два основных понятия:
- Уравнивание потенциалов, это нивелирование разницы потенциалов между доступными к прикосновению одним человеком открытыми проводящими поверхностями. Относится к штучным электроустановкам или проводникам.
- Выравнивание потенциалов, это снижение разности потенциалов на большой площади: грунт, бетонный пол. Например, в здании — это соединений всей арматуры в стенах между собой, и с ГЗШ.
Создание системы дополнительного уравнивания потенциалов (ДУП)
Общие правила:
- Система ДУП не может функционировать без наличия в том же помещении шины защитного заземления. Мало того, использование системы без заземляющего контура опасно! Рабочий нуль также не может быть использован в качестве рабочего заземления.
- Дополнительное уравнивание потенциалов работает в паре с системой ОУП. При отсутствии последней — выполняет ее функции.
- Шина дополнительного уравнивания потенциалов ШДУП должна объединить в единый контур все электроприборы с металлическим корпусом, розетки, сантехническое оборудование (систему водоснабжения, ванну, мойку) и систему отопления.
Только в этом случае обеспечивается утечка тока в «землю» не через тело человека, а по шине ДУП. - К системе также подключаются конструкционные элементы помещения, выполненные из токопроводящих материалов: металлические дверные коробки, заново уложенная арматура (например, при ремонте полового покрытия), металлические профили для гипсокартона, и прочее.
- Каждый элемент подключается к шине неразрывным проводником без возможности разъединить электрическую связь: установка коммутационной аппаратуры (выключатели, автоматы защиты) запрещена.
- Все элементы подключаются параллельно, недопустимо организовывать последовательный шлейф.
Только в этом случае обеспечивается утечка тока в «землю» не через тело человека, а по шине ДУП.
Уравнивание потенциалов в ванной комнате производится со всеми элементами, находящимися в помещении санузла. Даже если входящая труба уже соединена с ШДУП или ШОУП.
Соединение с элементами, не имеющими специальных контактов для подключения, производится с помощью хомутов, зажимов.
Организация системы ДУП в частном доме может не производиться, при строительстве и организации энергоснабжения должна быть установлена основная система уравнивания потенциалов. Для обеспечения безопасности, следует смонтировать дополнительную систему в ванной комнате.
Видео по теме
Система уравнивания потенциалов: схемы, требования, соответствие правилам ПУЭ
Системы уравнивания потенциалов и правила ПУЭ: что подключать к основным и дополнительным СУП, где нужны эти системы, а где их создание несет угрозу для жизни.
При взгляде на оголенную проводку чувство опасности возникает у большинства из нас. Но это очевидный фактор, который невозможно игнорировать. К сожалению, опасность, исходящая от бытовой энергосистемы, может не проявлять себя так наглядно, однако меньше от этого она не становится.
Серьезную опасность для человека представляет разница потенциалов на различных токопроводящих поверхностях, расположенных в жилом пространстве дома или квартиры.
Там где есть разность потенциалов, может возникнуть электрический ток с опасным для жизни напряжением. Для этого достаточно соединить поверхности проводником.
Если таким проводником, по роковой случайности, станет человеческое тело, последствия могут быть фатальны. Избежать их помогают системы уравнивания потенциалов, и сегодня вы узнаете:
- что представляет собой система уравнивания потенциалов (СУП) и как она работает;
- чем система уравнивания потенциалов отличается от системы заземления и выравнивания потенциалов;
- какие разновидности СУП создаются в жилых помещениях;
- чем регламентируется конструкция систем уравнивания потенциалов;
- что входит в схему СУП частного или многоквартирного дома.
Система уравнивания потенциалов: что это такое и каковы ее функции
Во внутреннем пространстве жилых помещений расположено большое количество поверхностей, предметов, а также инженерных коммуникаций, которые по своим физическим характеристикам являются проводниками электрического тока. Это всевозможные отопительные приборы, соединенные металлическими трубами, газопроводные коммуникации, полотенцесушители и даже элементы строительных конструкций, обладающие хорошей проводимостью.
При обычных условиях поверхность перечисленных систем и элементов обладает нулевым электрическим потенциалом, а прикосновение к ней совершенно безвредно в плане электробезопасности.
Но в случае возникновения аварийных ситуаций, обусловленных техногенными факторами, возможен «занос» электричества на токопроводящие поверхности.
Так, электрический потенциал на токопроводящих поверхностях, возникающий в момент повреждения изоляции обычной электропроводки, может превышать сотню вольт.
Представим ситуацию: человек одной рукой опирается на корпус стиральной машины, обладающий нулевым потенциалом, но имеющий контакт с заземлением, а другой рукой прикасается к полотенцесушителю, на который в результате аварии занесен электрический потенциал. В конечном итоге его тело превратится в проводник, который соединяет фазу с землей. Поражение электрическим током в данной ситуации неизбежно.
Система уравнивания потенциалов объединяет между собой потенциально опасные токопроводящие элементы здания и подключает их к контуру заземления через главную заземляющую шину (ГЗШ). После этого все поверхности в помещении, имеющие хорошую проводимость, становятся нейтральны по отношению друг к другу в плане разницы потенциалов.
В чем же тогда отличие стандартной системы заземления от системы уравнивания потенциалов, если обе системы подключаются к заземляющему контуру? Ответ прост: система заземления объединяет исключительно элементы электроустановки (бытовые электроприборы, электрическую проводку), защищая их поверхности от появления напряжения, которого не должно быть в штатных условиях эксплуатации. СУП же позволяет нивелировать разницу потенциалов между токопроводящими элементами инфраструктуры здания (трубы инженерных коммуникаций, металлические части строительных конструкций и т. д.), которые не являются частью действующей электроустановки.
В актуализированной редакции правил ПУЭ фигурируют два созвучных определения «уравнивание потенциалов» и «выравнивание потенциалов». Из них вытекает, что системы уравнивания потенциалов и системы выравнивания потенциалов выполняют разные функции. Это принципиально важный момент:
- уравнивание потенциалов – электрическое соединение токопроводящих конструкций с целью обеспечения равенства их потенциалов (пункт 1.7.32 правил ПУЭ);
- выравнивание потенциалов – уменьшение разницы электрических потенциалов на поверхности земли или на полу помещения (речь идет об уменьшении шагового напряжения).
Присоединение неметаллических труб к ОСУП
Проектирование системы уравнивания потенциалов – важнейшая часть любого проекта электроснабжения. Чтобы проектировать не нужно знать все нормы и требования, поскольку запомнить все очень тяжело, главное иметь все нормативные документы под рукой.
При таком подходе мы можем упустить важные детали. Я проектирую уже достаточно давно и удивить меня какими-то простыми вещами крайне тяжело.
- И вот один из таких случаев…
- Поговорим про присоединение неметаллических труб к основной системе уравнивания потенциалов.
- С одной стороны мне даже стыдно, что я на это не обращал внимание ранее, с другой стороны я вижу некоторое противоречие в нормативных документах.
В первую очередь сегодняшняя тема относится к частным домам. Возможно еще жилые многоквартирные дома и общественные здания сюда можно подтянуть.
В чем суть? Раньше я никогда не присоединял неметаллические трубы входящие в здание к основной системе уравнивания потенциалов. Самое интересное, что никто ни разу даже не давал замечаний, ни экспертиза, ни энергонадзор.
Оказывается, есть нормы, которые обязывают в определенных случаях присоединять неметаллические трубы к основной системе уравнивания потенциалов.
В первую очередь я всегда руководствуюсь этими требованиями при построении ОСУП:
ТКП 339-2011 (Электроустановки на напряжение до 750кВ…):
4.3.5.8 Основная система уравнивания потенциалов в электроустановках до 1 кВ должна соединять между собой следующие проводящие части (рисунок 4.3.7):
4) металлические трубы коммуникаций: горячего и холодного водоснабжения, канализации, отопления, газоснабжения и т.п.
Если трубопровод газоснабжения имеет изолирующую вставку на вводе в здание, к основной системе уравнивания потенциалов присоединяется только та часть трубопровода, которая находится относительно изолирующей вставки со стороны здания;
ПУЭ-7 (Правила устройства электроустановок):
1.7.82. Основная система уравнивания потенциалов в электроустановках до 1 кВ должна соединять между собой следующие проводящие части (рис. 1.7.7):
4) металлические трубы коммуникаций, входящих в здание: горячего и холодного водоснабжения, канализации, отопления, газоснабжения и т.п.
Если трубопровод газоснабжения имеет изолирующую вставку на вводе в здание, к основной системе уравнивания потенциалов присоединяется только та часть трубопровода, которая находится относительно изолирующей вставки со стороны здания;
Как видим, в РБ и РФ представлены одинаковые требования по присоединению труб коммуникаций к ОСУП.
Но, имеются еще другие требования:
ТКП 339-2011 (Электроустановки на напряжение до 750кВ…):
Система уравнивания потенциалов
Содержание:
Согласно ПУЭ* (п.1.7.32.): Уравнивание потенциалов — это электрическое соединение проводящих частей* для достижения равенства их потенциалов.
Для чего же нужна система уравнивания потенциалов? Что бы разобраться представим схему электроснабжения ванной комнаты:
Из приведенной выше схемы видно, что ток, при включении стиральной машины в розетку, проходит через ее электродвигатель и возвращается обратно в сеть через N-шину по нулевому проводу.
От той же N-шины выполнено заземление (зануление) корпуса стиральной машины, это необходимо для того, что бы в случае повреждения изоляции в стиральной машине и замыкании на ее корпус произошло отключение напряжения аппаратом защиты. Но т.к.
корпус стиральной машины подключен к той же N-шине по которой протекает ток через нулевой провод, возникает опасность перетекания тока от нулевого провода через N-шину к корпусу стиральной машины и появлении на нем электрического потенциала.
- Справочно: За направление движения тока условно принимается направление электрической энергии — от генератора, к потребителю.
- Как известно напряжение (обозначается буквой U) — это разница потенциалов двух точек (обозначаются буквами φ1 и φ2):
- U= φ1 — φ2
- Например, в нашем случае, фазный провод имеет потенциал φ1=220 Вольт, а нулевой провод имеет потенциал φ2=0 Вольт, тогда напряжение между фазным и нулевым проводом (напряжение сети) будет равно:
- U=220 — 0 =220 Вольт
Кроме нулевого провода нулевой потенциал так же имеют все проводящие конструкции здания имеющие контакт с землей, например: система отопления, металлические трубы подачи горячей и холодной воды, металлическая газовая труба, арматура здания и т.д.
Представим ситуацию: на корпусе стиральной машины, в результате изображенного на вышеуказанной схеме подключения, появился электрический потенциал, равный, к примеру, 30 Вольт, в это время человек приняв ванну оперся на стиральную машину, потянулся за полотенцем и коснулся полотенцесушителя, который, через систему отопления имеет связь с землей (т.е. его потенциал равен нулю), человек может получить удар током, т.к. ток, как известно, протекает по пути наименьшего сопротивления:
Напряжение между рукам (т.е. между точками «А» и «В») будет равно:
U= φ1 — φ2=30 — 0 =30 Вольт
где: φ1 — потенциал на корпусе стиральной машины; φ2 — потенциал на полотенцесушителе
Ток пройдет по корпусу стиральной машины, далее по цепи рука-рука на полотенцесушитель а с него по системе отопления в землю, кроме того ток так же может пройти по цепи рука-нога, т.к. пол в ванной, как правило, так же является токопроводящим.
- Для того что бы предотвратить такое развитие событий и применяется система уравнивания потенциалов:
- В данном случае, даже при возникновении вышеизложенной ситуации с появлением электрического потенциала на корпусе стиральной машины, потенциал той же величины возникнет на всех проводящих конструкциях и следовательно напряжение между любыми точками здания будет равным нулю.
- Например, на корпусе стиральной машины появился потенциал φ1 = 30 Вольт, в этом случае на всех проводящих конструкциях ванной комнаты через систему уравнивания потенциалов, появится потенциал той же величины φ2 = 30 Вольт. Напряжение в этом случае будет равно:
- U= φ1 — φ2= 30 — 30 = 0 Вольт
2. Устройство системы уравнивания потенциалов.
Система уравнивания потенциалов (СУП) делится на основную (ОСУП) и дополнительную (ДСУП).
2.1 Устройство основной системы уравнивания потенциалов.
Основная система уравнивания потенциалов (ОСУП) выполняется, как правило при новом строительстве либо реконструкции здания и должна предусматривать подключение к главной заземляющей шине (PE-шина) следующие проводящие части* (согласно п. 1.7.82. ПУЭ):
1) нулевой защитный проводник питающей линии;
2) заземляющий проводник, присоединенный к заземлителю повторного заземления на вводе в здание (если есть заземлитель);
3) металлические трубы коммуникаций, входящих в здание: горячего и холодного водоснабжения, канализации, отопления, газоснабжения и т.п.
- Если трубопровод газоснабжения имеет изолирующую вставку на вводе в здание, к основной системе уравнивания потенциалов присоединяется только та часть трубопровода, которая находится относительно изолирующей вставки со стороны здания;
- 4) металлические части каркаса здания;
- 5) металлические части централизованных систем вентиляции и кондиционирования. При наличии децентрализованных систем вентиляции и кондиционирования металлические воздуховоды следует присоединять к шине РЕ щитов питания вентиляторов и кондиционеров;
- 6) заземляющее устройство системы молниезащиты 2-й и 3-й категорий;
- 7) заземляющий проводник функционального (рабочего) заземления, если такое имеется и отсутствуют ограничения на присоединение сети рабочего заземления к заземляющему устройству защитного заземления;
- 8) металлические оболочки телекоммуникационных кабелей.
- Проводящие части, входящие в здание извне, должны быть соединены как можно ближе к точке их ввода в здание.
Подключение проводящих частей основной системы уравнивания потенциалов должно выполняться по радиальной схеме, т.е. к каждой проводящей части должен идти отдельный заземляющий проводник от PE-шины.
Сечение проводников основной системы уравнивания потенциалов должно быть не менее половины наибольшего сечения защитного проводника электроустановки, если сечение проводника уравнивания потенциалов при этом не превышает 25 мм2 по меди или равноценное ему из других материалов. Применение проводников большего сечения, как правило, не требуется. Сечение проводников основной системы уравнивания потенциалов в любом случае должно быть не менее: медных — 6 мм2, алюминиевых — 16 мм2, стальных — 50 мм2. (п.1.7.137 ПУЭ)
Как видно на представленной выше схеме все проводящие части входящие в состав основной системы уравнивания потенциалов подключаются к Главной Заземляющей Шине (ГЗШ) отдельными проводниками, а сама ГЗШ должна быть заземлена путем ее присоединения к заземляющему контуру.
Внутри вводных электрощитков в соответствии с п. 1.7.119. ПУЭ в качестве ГЗШ должна использоваться PE шина. Как это выглядит разберем на примере подключения к ОСУП газовой трубы частного жилого дома:
- Для подключения проводников системы уравнивания потенциалов к трубам применяют специальные хомуты:
2.2 Устройство дополнительной системы уравнивания потенциалов.
Система дополнительного уравнивания потенциалов (ДСУП) должна соединять между собой все одновременно доступные прикосновению открытые проводящие части стационарного электрооборудования и сторонние проводящие части, включая доступные прикосновению металлические части строительных конструкций здания, а также нулевые защитные проводники в системе TN и защитные заземляющие проводники в системах IT и ТТ, включая защитные проводники штепсельных розеток. (п. 1.7.83. ПУЭ)
Таким образом ДСУП является обязательной для помещений с повышенной опасностью в отношении поражения человека электрическим током, в которых имеется возможность одновременного прикосновения человека к открытым проводящим частям стационарного электрооборудования с одной стороны и сторонней проводящей частью — с другой.
Для ванных и душевых помещений дополнительная система уравнивания потенциалов является обязательной
Система уравнивания потенциалов
Современные многоквартирные дома оборудованы различными инженерными системами и многочисленными бытовыми приборами, металлические элементы которых служат проводниками электрического тока и обладают своим потенциалом.
При нормальной эксплуатации потенциал близок к нулю и не отличается от потенциала поверхности и других окружающих предметов. При аварии, например повреждении изоляции или заносе потенциала по трубам, потенциал проводящих частей может повышаться до нескольких сотен вольт.
При одновременном прикосновении человека к двум предметам с разными потенциалами, возникает опасность поражения его электрическим током. Причиной возникновения напряжения на металлических токопроводящих частях может быть не только поврежденная изоляция, но и статическое электричество, а так же блуждающие токи систем заземления.
В случае протекания через заземляющее устройство электрического тока, оно так же оказывается под напряжением и не гарантирует достаточный уровень безопасности.
Надёжную защиту обеспечивает система уравнивания потенциалов (СУП), организованная по принципу электрического соединения всех доступных для прикосновения токопроводящих частей здания с нулевым защитным проводником РЕ. В данном случае, потенциально опасные металлические элементы будут иметь одинаковый потенциал, что снижает вероятность удара током, при одновременном прикосновении к ним.
Нормирование системы уравнивания потенциалов
Согласно п. 1.7.32 ПУЭ, под защитным уравниванием потенциалов понимают электрическое соединение проводящих частей для достижения равенства их потенциалов, выполняемое в целях электробезопасности.
Систему уравнивания потенциалов (СУП) используют для устранения разности напряжений всех проводящих элементов и конструкций здания, а так же относящихся к нему инженерных сетей и коммуникаций между собой и заземляющим устройством, путем их объединения в единый контур с использованием защитных проводников.
Защитные проводники могут находиться в составе линий электроснабжения здания или прокладываться отдельно.
Подключение каждого токопроводящего элемента необходимо выполнять отдельным проводом, с помощью болтовых соединений, зажимов или сварки, с обязательным соблюдением условий доступности для осмотра и проведения испытаний, а так же защиты от механических повреждений и коррозии. Соединения не должны выполняться пайкой.
В составе СУП отдельного здания различают основную и дополнительную системы уравнивания потенциалов. Правила по их выполнению определены в следующих нормативных документах:
- Стандарт МЭК 364-4-41; ГОСТ 13109-97 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения;
- ГОСТ Р. 50571.1-93 Электроустановки зданий. Основные положения;
- ГОСТ Р. 50571.2-94 Электроустановки зданий. Основные характеристики;
- Правила устройства электроустановок (ПУЭ 7-го издания).
Основная система уравнивания потенциалов
Основная система уравнивания потенциалов (ОСУП) объединяет все крупные токопроводящие части здания, в обычном состоянии не имеющие электрического потенциала, в единый контур с главной заземляющей шиной. Рассмотрим графический пример выполнения СУП в электроустановке жилого дома.
Система уравнивания потенциалов в жилом доме
Согласно приведенной схеме ОСУП состоит из следующих элементов:
- контура заземления (заземляющего устройства);
- лавной заземляющей шины (ГЗШ);
- нулевых защитных проводников;
- проводников уравнивания потенциалов.
Перечень проводящих частей в электроустановках до 1 кВ, подлежащих соединению в ОСУП, определен в п. 1.7.82 ПУЭ.
Главную заземляющую шину можно установить внутри вводно-распределительного устройства или обособленно, при соблюдении следующих условий: расположение неподалеку от защищаемого объекта, обеспечение доступа для ее обслуживания и обязательной защиты от возможного прикосновения.
Внутри вводно-распределительного устройства в качестве ГЗШ используют шину нулевого защитного проводника РЕ, что обеспечивает не только подключение защитного нуля питающей входящей линии с нулевыми проводниками распределительной сети здания, но и выполняет функцию присоединения отдельных проводящих частей и заземляющих устройств.
Отдельно расположенная шина соединяет только входящие в ОСУП токопроводящие конструкции и заземлители. Площадь сечения такой ГЗШ должна быть не менее площади сечения нулевого защитного проводника питающей входящей линии. Главную заземляющую шину изготавливают из меди, возможно применение стали.
К ней подключают контур заземления и нулевые защитные проводники (PEN или PE в зависимости от выбранной системы заземления).
Металлические части и конструкции здания, а так же относящиеся к нему коммуникации и систему вентиляции монтируют к ГЗШ по радиальной схеме, выполняя соединения каждого токопроводящего элемента отдельным проводником уравнивания потенциалов, с возможностью отключения любого из них.
Токопроводящие части коммуникаций, входящие в здание извне, необходимо присоединять к ГЗШ как можно ближе к точке их ввода. К соединительным проводникам ОСУП предъявляют повышенные требования, главным из которых является их непрерывность. Поэтому установка в цепях различных коммутационные аппаратов строго запрещена. Проводники имеют жёлто-зеленую окраску с обязательным наличием бирки с наименованием присоединяемого элемента. Закрепляют их на шине болтовыми соединениями, к проводящим конструкциям крепят так же при помощи сварки, для труб коммуникаций используют хомуты.
Сечение проводников уравнивания потенциалов должно быть не менее: 6 мм2 — для медных, 16 мм2 – для алюминиевых и 50 мм2 – для стальных. см. п. 1.7.137 ПУЭ.
Дополнительная система уравнивания потенциалов
Можно ли заземлять оборудование к водопроводной трубе?
В СССР практически в каждом многоэтажном доме ванна, стиральная машина и другое оборудование заземлялось к водопроводной трубе. Можно ли так делать сейчас или лучше провести заземление по-другому? Объясняем, почему опасно заземляться на водопровод.
Можно ли заземляться на водопровод: что говорит ПУЭ?
В ПУЭ ответ на этот вопрос описан в разделе «Меры защиты при косвенном прикосновении». В нем объясняется, каким образом должна быть организована система уравнивания потенциалов в электроустановках до 1 кВт. Вот, что говорится в п. 1.7.82.4:
К основной системе уравнивания потенциалов должны присоединяться металлические трубы коммуникаций, входящих в здание: горячего и холодного водоснабжения, канализации, отопления, газоснабжения и т.п. Если трубопровод газоснабжения имеет изолирующую вставку на вводе в здание, к основной системе уравнивания потенциалов присоединяется только та часть трубопровода, которая находится относительно изолирующей вставки со стороны здания.
Это означает, что заземление может присоединяться к водопроводу при условии, что вся система будет идти непрерывно из подвала без изолирующих вставок. То есть сами по себе трубы водопровода не могут быть заземляющим проводником — только в общей системе. Если в них есть изолирующие вставки из другого материала, например, пластика, тогда ПУЭ запрещает использовать их в качестве заземления:
«Не допускается использовать в качестве PE-проводников: металлические оболочки изоляционных трубок и трубчатых проводов, несущие тросы при тросовой электропроводке, металлорукава, а также свинцовые оболочки проводов и кабелей; трубопроводы газоснабжения и другие трубопроводы горючих и взрывоопасных веществ и смесей, трубы канализации и центрального отопления; водопроводные трубы при наличии в них изолирующих вставок.» (ПУЭ 1.7.123).
Почему лучше не заземляться на водопровод?
Вся проблема состоит в человеческом факторе и в том, что мы не знаем, где он сработает. Сейчас большинство владельцев квартир переходит с металлического водопровода на полипропиленовый или металлопластиковый.
То есть, присоединяя заземление к трубе, мы не можем знать, идет ли еще под нами металлический трубопровод или хотя бы часть его заменили на полипропилен.
Раньше такой проблемы не существовало — собственно, как и пластиковых труб.
Заземлив оборудование на водопровод, мы можем подвергнуть опасности свою жизнь и жизнь соседа. При пробое изоляции на трубе может оказаться фаза. Стоит прикоснуться к трубе, и удар током гарантирован.
Куда же тогда заземлиться? Правильным будет получить заземление из щитка, в котором установлена центральная заземляющая шина. Конечно, в большинстве старых многоэтажек России так заземлиться не получится, но, если в вашем случае такая возможность есть, то стоит ею воспользоваться.
Советы домашнему мастеру: