Система управления потенциалов. Защитное заземление

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:

Как известно электрический ток протекает от фазы к нулю. 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.

Как известно напряжение (обозначается буквой U) — это разница потенциалов двух точек (обозначаются буквами φ 1 и φ 2):

U= φ 1 — φ 2

Например, в нашем случае, фазный провод имеет потенциал φ 1 =220 Вольт, а нулевой провод имеет потенциал φ 2 =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= φ 1 — φ 2 =30 — 0 =30 Вольт

где: φ 1 — потенциал на корпусе стиральной машины; φ 2 — 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 φ 1 = 30 Вольт, в этом случае на всех проводящих конструкциях ванной комнаты через систему уравнивания потенциалов, появится потенциал той же величины φ 2 = 30 Вольт. Напряжение в этом случае будет равно:

U= φ 1 — φ 2 = 30 — 30 = 0 Вольт

Видео на котором наглядно видно, что происходит при отсутствии системы уравнивания потенциалов в доме (разность потенциалов между заземлением и газовой трубой):

2. Устройство системы уравнивания потенциалов.

Система уравнивания потенциалов (СУП) делится на основную (ОСУП) и дополнительную (ДСУП).

2.1 Устройство основной системы уравнивания потенциалов.

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 мм 2 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 мм 2 , алюминиевых — 16 мм 2 , стальных — 50 мм 2 . (п.1.7.137 ПУЭ)

Как видно на представленной выше схеме все проводящие части входящие в состав основной системы уравнивания потенциалов подключаются к отдельными проводниками, а сама ГЗШ должна быть заземлена путем ее присоединения к .

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 и защитные заземляющие проводники в системах и , включая защитные проводники штепсельных розеток. (п. 1.7.83. ПУЭ)

Таким образом ДСУП является обязательной для 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 и должна предусматривать, в том числе, подключение сторонних проводящих частей, выходящих за пределы помещений. Если отсутствует электрооборудование с подключенными к системе уравнивания потенциалов нулевыми защитными проводниками, то систему уравнивания потенциалов следует подключить к РЕ шине (зажиму) на вводе.Нагревательные элементы, замоноличенные в пол, должны быть покрыты заземленной металлической сеткой или заземленной металлической оболочкой, подсоединенными к системе уравнивания потенциалов. В качестве дополнительной защиты для нагревательных элементов рекомендуется использовать на ток до 30 мА (п. 7.1.88. ПУЭ).

ВАЖНО!: Не допускается использовать для саун, ванных и душевых помещений системы местного уравнивания потенциалов. (п. 7.1.88. ПУЭ).

Таким образом дополнительная система уравнивания потенциалов предназначена для дополнения основной системы уравнивания потенциалов и не должна выполняться при ее отсутствии.

Подключение проводящих частей дополнительной системы уравнивания потенциалов может выполняться как по радиальной схеме, так и шлейфом по магистральной схеме с обеспечением непрерывности соединяющего проводника. При этом подключение, как правило выполняется через КУП — коробку уравнивания потенциалов.

КУП предназначена для подключения к одному проводнику системы уравнивания потенциалов нескольких проводящих частей. КУП имеет следующий вид:

Пример дополнительной системы уравнивания потенциалов (в данном случае газовая колонка подключена к электросети, т.е. условно принимаем, что она является стационарным электроприбором):

Присоединение проводников ДСУП:

Для системы дополнительного уравнивания потенциалов могут быть использованы отдельные специально предусмотренные проводники.

Сечение проводников дополнительной системы уравнивания потенциалов (п. 1.7.138 ПУЭ):

при соединении двух открытых проводящих частей* — сечения меньшего из защитных проводников, подключенных к этим частям;
при соединении открытой проводящей части и сторонней проводящей* части — половины сечения защитного проводника, подключенного к открытой проводящей части.

При этом в соответствии с пунктом 1.7.126. ПУЭ наименьшие площади поперечного сечения защитных проводников должны соответствовать следующим значениям:

ПРИМЕЧАНИЕ: Площади сечений защитных проводников приведены для случая, когда защитные проводники изготовлены из того же материала, что и фазные проводники. Сечения защитных проводников из других материалов должны быть эквивалентны по проводимости приведенным.

Минимальные сечения медных проводников дополнительного уравнивания потенциалов, не входящих в состав кабеля, должны быть следующими (п. 1.7.127 ПУЭ):

2,5 мм 2 — при наличии механической защиты;
4 мм 2 — при отсутствии механической защиты.

Общая схема уравнивания потенциалов здания будет иметь следующий вид:

М — открытая проводящая часть; С1 — металлические трубы водопровода, входящие в здание; С2 - металлические трубы канализации, входящие в здание; С3 - металлические трубы газоснабжения с изолирующей вставкой на вводе, входящие в здание; С4 — воздуховоды вентиляции и кондиционирования; С5 — система отопления; С6 — металлические водопроводные трубы в ванной комнате; С7 — металлическая ванна; С8 - сторонняя проводящая часть в пределах досягаемости от открытых проводящих частей; С9 - арматура железобетонных конструкций; ГЗШ — главная заземляющая шина; Т1 — естественный заземлитель; Т2 — заземлитель молниезащиты (если имеется); 1 — нулевой защитный проводник; 2 — проводник основной системы уравнивания потенциалов; 3 — проводник дополнительной системы уравнивания потенциалов; 4 - токоотвод системы молниезащиты; 5 - контур (магистраль) рабочего заземления в помещении информационного вычислительного оборудования; 6 - проводник рабочего (функционального) заземления; 7 — проводник уравнивания потенциалов в системе рабочего (функционального) заземления; 8 — заземляющий проводник

——————————————

ПУЭ — Правила устройства электроустановок

Проводящая часть — часть, которая может проводить электрический ток. (Согласно п. 1.7.7. ПУЭ)

Открытая проводящая часть — доступная прикосновению проводящая часть электроустановки, нормально не находящаяся под напряжением, но которая может оказаться под напряжением при повреждении основной изоляции. (Согласно п. 1.7.9. ПУЭ)

Наша жизнь невозможна уже без электричества. И сейчас даже сложно представить, как наши далекие предки обходились без этой нужной и в то же время опасной энергии. Электрические провода тянутся к каждому дому, обеспечивая работу различных бытовых приборов. Однако вместе с ними прокладываются и разные не менее нужные коммуникации из металла: трубы, металлорукава, короба вентиляции прочее. В квартирах тоже есть немало металлических изделий. Таким образом, существует вероятность поражения током. А чтобы этого не произошло, используется такая система как уравнивание потенциала.

Что это такое, так ли уж она необходима или можно обойтись без нее, мы узнаем из данной статьи. Ведь не каждый знаком с таким понятием, а между тем, это важный момент, от которого зависит жизнь и безопасность каждого из нас.

Немного уроков физики

Как мы помним еще со школьной скамьи, а в частности из уроков физики, любой проводник имеет электрический потенциал, который сам по себе не представляет опасности. Угроза таится как раз в разности потенциалов между разными изделиями, как правило, из металла. С повышением этой разницы увеличивается и риск поражения электричеством.

Для понимания того, что именно представляет собой уравнивание потенциала, можно привести такой пример. Металлическая поверхность холодильника имеет свой потенциал, он безопасен. У водопроводной трубы, которая может находиться поблизости, тоже есть свое потенциальное значение. И тут главное - насколько потенциал холодильника превышает потенциал трубы. А как еще мы помним, разница потенциалов - это и есть напряжение. И случайное касание этих объектов может представлять серьезную опасность. Человеческое тело в этом случае выступает в роли перемычки на пути следования от большего потенциала к меньшему. Стоит заметить, что все трубы и общедомовые системы коммуникации имеют между собой тесную связь.

Кто-то может возразить, сказав, что величина этого напряжения не опасна для человека, так как к рассматриваемым объектам не подается фаза. В действительности бывают случаи, когда даже обычный вентиляционный короб может обзавестись опасным электрическим потенциалом. И тут мы плавно переходим к термину уравнивания потенциала, о чем речь далее.

Что означает термин СУП?

Под этим определением понимается специальное соединение металлических конструкций, проводящих ток таким образом, что между ними не создается разности потенциалов. И, как следствие, риск поражения током также отсутствует. Разность потенциалов возникает на фоне разных явлений:

атмосферные перенапряжения;
блуждающий ток;
статическое напряжение;
циркулирующий ток заземления.

Однако утечка тока из электропроводки по металлическим конструкциям, которых в доме полно, наиболее опасна. Через корпуса бытовых приборов тоже может проскочить потенциал.

Иными словами, если между всеми изделиями, поверхностями или конструкциями имеется соединение, то у них у всех одинаковый электрический потенциал. А раз отсутствует разница потенциалов, то и напряжения не возникнет.

Необходимая мера

Система уравнивания потенциалов создана не из прихоти, а является необходимой мерой, поскольку речь идет о жизни и безопасности людей. В особенности, когда речь заходит об обеспечении защиты от поражения током в жилых зданиях. Повышенное внимание в ходе электромонтажных работ уделяется всем имеющимся металлическим соединениям. Большой риск несет ванна и трубопроводы.

Иногда на канализационных и водопроводных трубах появляются разные потенциалы. В этом случае любой может получить разряд тока, просто притронувшись к крану. Однако это возможно лишь тогда, когда эти трубы выступают в качестве заземлителя или нулевого проводника.

Необходимость такой защитной меры вызвана и тем фактом, что большинство жилых домов содержит немалое количество потенциальных проводников. Это арматура, вмурованная в стены для жесткости. Помимо системы водоснабжения и отопления, как правило, с металлическими трубами, существуют еще и системы кондиционирования, вентиляции, молниезащиты. То есть уравнивание потенциала - это скорее необходимая мера.

Шина заземления

Одной только системой СУП не обойтись, так как могут возникнуть разные непредвиденные обстоятельства. А между тем, электроэнергию нужно безопасно отводить в любой момент времени. А для этого все токопроводящие объекты и элементы объединяет шина заземления, которая обычно устанавливается на подходе к зданию. И в качестве дополнительной меры к шине подводится проводник, идущий от PE электрощита.

Что это дает и что будет, если этим пренебречь? К примеру, в электропроводке случился пробой изоляции, также не исключено появление фазы на корпусе стиральной машины. Тогда, стоя на земле, можно получить удар током, причем не только при соприкосновении с металлическими предметами, но и с теми, которые не проводят электричество.

Получается, что создается целая электрическая цепь, по которой ток устремляется в землю, но перед этим проходит через тело человека. Благодаря системе уравнивания потенциалов все приборы и предметы соединены с заземляющей шиной PE электрощита, энергия тока устремляется по проводнику с наименьшим сопротивлением. А по телу человека же пройдет безопасный ток.

Ванная - помещение повышенного риска

Ванная комната, в силу практически постоянного повышенного уровня влажности, относится к опасному типу помещений с точки зрения электробезопасности. К тому же именно здесь проходит большая часть металлических труб. Как раз в этом помещении или в непосредственной близости к нему ставится коробка, а в ней заземляющая шина. При помощи болтиков к ней крепятся проводники, которые соединяют все токопроводящие объекты помещения.

При этом следует иметь в виду, что от каждого металлического предмета или токопроводящей поверхности должен идти только один проводник. Соединять все предметы нужно общим проводом в целях экономии. В качестве исключения можно сделать контур заземления в частном доме, в котором одно последовательное соединения, но без разрыва проводника.

Также при помощи отдельных проводов нужно соединять все имеющиеся розетки в помещении. Если дверь в ванной металлическая, что улучшает дизайн, необходимо заземлить отдельным проводником дверную коробку.

В большинстве случаев коробка с шиной устанавливается в месте санузла, где скопление труб. Обычно многими жильцами эта область зашивается, чтобы скрыть неприглядный вид от глаз. А для доступа предусмотрена дверца.

Старое - не всегда безопасное

В старые времена, когда еще существовал СССР, большое распространение получила система заземления вида TN-C. Сталинки, брежневки, хрущевки - все эти дома оборудовались именно этой системой, которая защищала жильцов от случайного удара током. В ней защитный и рабочий провода объединены в единый проводник, носящий название PEN. Он, в свою очередь, соединялся с распределительным устройством здания. Монтаж системы проводился в соответствии с правилами устройства электроустановок уравнивания потенциалов (ПУЭ) того времени.

Что в ней было хорошего? Прежде всего - простота работ и дешевизна. Система обеспечивает надежную защиту от сверхтоков. При необходимости задействуются автоматические выключатели. Однако присутствует существенный недостаток - это отсутствие отдельного заземляющего проводника. Этот факт ставит под сомнение ее использование в многоквартирных жилых домах.

Такой тип заземления может быть опасен в случае однофазной электропроводки, так как зачастую она возгорается. Но куда большую опасность таит в себе обрыв PEN провода или как его еще называют - отгорание нуля. Это означает, что на корпусе электробытовых приборов может появиться фаза, что не есть хорошо. Обычно это случается когда потребления тока значительно превышает нормы.

В настоящее время такой контур заземления в частных домах уже не используется. То же самое можно сказать про строительство новых зданий - система TN-C уже утратила свою актуальность. Объясняется это тем, что современные бытовые приборы существенно прибавили в мощности. Кроме того, при наличии данного типа заземления запрещается проводить монтаж СУП.

Разновидности

Существует всего две разновидности СУП:

ОСУП;
ДСУП.

При этом первая считается главной, а вторая является дополнительной мерой. Также они имеют различия, но в качестве идеального варианта лучше использовать их обе. Разберем почему.

Система ОСУП

В современном строительстве система ОСУП предусмотрена еще на стадии проектирования зданий, а ее монтаж производится до того, как поселятся жильцы. Частью системы являются:

заземляющий контур;
проводники ОСУП;
защитные PE проводники;
главная заземляющая шина.

Главная задача данной системы заключается в обеспечении защиты здания от проникновения электричества по любым токопроводящим путям. Это могут быть трубопроводы инженерных коммуникаций, металлическая пожарная лестница и прочие объекты. При попадании на них высокого потенциала от внешнего источника, благодаря ОСУП он будет тут же перенаправлен в землю.

Система успешно работает с несколькими типами заземления:

TN-C-S;
TN-S;

Производя монтаж, следует помнить, что соединение проводников типа PE (защитный) и N (рабочий ноль) категорически недопустимо. Также категорически запрещается соединение при использовании шлейфов. Кроме того, нельзя включать в цепь коммутационные аппараты.

Система ДСУП

Если у системы ОСУП задача заключается в обеспечении электрической безопасности всего дома, то монтаж системы уравнивания потенциалов ДСУП сужает область действия до какого-либо конкретного помещения. Зачастую это ванная.

Обычно в ней нет необходимости, так как ОСУП прекрасно обеспечивает защитные функции. Но как только жильцы начинают что-либо переделывать, нарушая целостность проекта дома, то здесь просто не обойтись без ДСУП. Многие хозяева квартир меняют металлические трубопроводы на пластиковые. Такая вынужденная мера, с одной стороны, обоснована, но с другой - появляется проблема. Все электрически связи, которые были предусмотрены строителями, разрываются. А это уже повышает риск получить электротравму.

Помимо ванной комнаты, на кухне тоже может быть электрооборудование повышенной опасности. Состоит данная система из следующих элементов:

коробка уравнивания потенциалов (куп);
соединительные проводники.

Согласно физическим законам, электрический потенциал имеет свойство меняться на длинном проводнике. То есть на вводном участке трубы он одного значения, а на 9 или даже 15 этаже у него уже другое значение. Причем разница может быть существенной.

Проведение монтажа ДСУП

Перед тем как проводить монтаж СУП, первым делом необходимо выяснить, какая система заземления используется в здании. Если TN-C, то проводить работы ни в коем случае нельзя! Такой шаг может представлять серьезную угрозу для соседей, у которых нет СУП.

Перед самими работами нужно убедиться в наличии:

клеммной коробки (КДУП или КУП) - для ванной лучше с защитой IP54 и более;
медного одножильного провода сечением не менее 6 мм;
защитных проводов;
крепежных элементов (хомуты, болты и прочее).

После желательно составить схему, на которой указать соединение всех элементов цепи, включая путь проводника от коробки КУП до главной заземляющей шины электрощита. А чтобы дополнительная система уравнивания потенциалов хорошо работала, нужно хорошо зачистить область контакта под хомуты.

Следующим шагом будет установка монтажной коробки в удобное место. Затем последует соединение PE проводника, который обычно подводится к щитку от наружного заземляющего контура, с шиной коробки при помощи заготовленного медного провода. После этого она соединяется посредством отдельных проводов с каждым токопроводящим элементом, согласно составленной схеме.

При этом если есть участки, где проводники основной системы уравнивания потенциалов не получат механического повреждения, то можно использовать небольшое сечение - 2,5 мм, в иных случаях лучше выбирать провод чуть толще (4 или 6 мм).

Завершающий этап

После монтажа системы ДСУП нужно обязательно провести замеры с целью проверки ее работоспособности во избежание несчастных случаев. Для этого потребуется вызвать электрика или заказать соответствующую услугу у специалистов электротехнической лаборатории.

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:

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

Уверен, многие из вас слышали про систему уравнивания потенциалов (сокращенно - СУП), но мало кто понимает что это такое и для чего это нужно. Данная статья призвана устранить это недоразумение.

Что такое система уравнивания потенциалов?

СУП предназначена для выравнивания потенциала всех проводящих частей здания:

элементы здания;
конструкции здания;
инженерные сети и коммуникации;
системы молниезащиты.

Соединение всех токопроводящих частей здания выполняется защитными проводниками PE, которые прокладываются отдельно, либо могут входить в состав линий электроснабжения. Эти проводники образуют так называемую «сетку» в здании и должны соединять все его вышеперечисленные части с заземляющим устройством и заземлителями.

В случае повреждения в электроустановке и попадания на проводящие части здания потенциала (напряжения), возникает ток короткого замыкания, либо большие токи утечки, которые приводят к отключению поврежденного участка цепи от источника питания, путем срабатывания автоматических выключателей или УЗО.

В прошлых статьях мы рассказывали о системах заземления TN-C-S, TN-S, где по требованиям ПУЭ-7 электропроводка жилых, бытовых и административных зданий запрещена без применения защитных проводников, т.е. проводников PE. Это в первую очередь положительно сказывается на электробезопасности.

Система уравнивания потенциалов (СУП) бывает 2 видов:

основная система уравнивания потенциалов (ОСУП);
дополнительная система уравнивания потенциалов (ДСУП).

Основная система (ОСУП)

Состоит из:

контура заземления (заземляющее устройство);
главной заземляющей шины (ГЗШ);
«сетки» защитных проводников PE;

Главная заземляющая шина (ГЗШ), она же шина РЕ, устанавливается в вводном распределительном устройстве (ВРУ) здания. К ГЗШ подключается стальная полоса, идущая от контура заземления (заземляющего устройства).

К этой же главной шине подключается:

PEN-проводник вводной линий (кабеля) в системе заземления TN-C-S;
PE-проводник вводной линии (кабеля) в системе заземления TN-S.

1. Запрещено устраивать систему уравнивания потенциалов в домах с системой заземления TN-C.
2. Запрещено соединение защитных PE-проводников с нулевыми рабочими N-проводниками начиная от главной заземляющей шины (ГЗШ).
3. Схема соединения к заземляемым конструкциям, элементам и инженерным сетям здания должна быть радиальной. Радиальная схема выполняется следующим образом: на каждую заземляемую часть здания приходится свой проводник уравнивания потенциалов. Соединять PE-проводники уравнивания потенциалов шлейфом строго запрещено!
4. Запрещается устанавливать в цепях защитных PE-проводников различные коммутационные аппараты защиты. Непрерывность защитных проводников - это самое главное и основное требование.

Дополнительная система (ДСУП)

С основной системой уравнивания потенциалов (ОСУП) мы разобрались. Теперь давайте рассмотрим, что же такое дополнительная система уравнивания потенциалов. ДСУП необходима для обеспечения дополнительной электробезопасности в помещениях с повышенной опасностью, например, ванная комната или душевое помещение.

Она состоит из:

коробки уравнивания потенциалов, сокращенно КУП;
проводников уравнивания потенциалов.

Как монтируется ДСУП?

В первую очередь необходимо определиться с местом установки коробки уравнивания потенциалов (КУП).
Далее нужно соединить шину PE вводного электрического щитка (квартиры, дачи) с шиной PE, расположенной в коробке уравнивания потенциалов (КУП). Делается это медным проводом сечением 6 кв.мм.
Третьим шагом, согласно , будет соединение всех металлических конструкций ванной комнаты:
- отопление;
- холодный водопровод;
- горячий водопровод;
- ванна или душевая кабина.
Защитные проводники уравнивания потенциалов от заземленных конструкций прокладываем и подключаем к шине PE в коробке уравнивания потенциалов (КУП). Крепление защитных проводников уравнивания потенциалов к трубам можно производить с помощью металлических хомутов.
Также дополнительному заземлению подлежат все розетки, установленные в ванной комнате.

Контроль качества

Сечение защитных проводников уравнивания потенциалов выполняются медным проводом сечением 2,5 — 6 кв. мм.

После проведения электромонтажа системы уравнивания потенциала необходимо пригласить специалистов электролаборатории для проведения следующих электрических измерений:

измерение сопротивления заземления;
проверка наличия цепи между заземляемыми конструкциями и заземляющей шиной PE в коробке (КУП).

Это была вводная информация о системе уравнивания потенциалов. Если у вас возникли уточняющие вопросы, задавайте их в комментариях.

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.
Надежную 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

Дополнительная система уравнивания потенциалов

В зонах повышенной опасности поражения людей электрическим током, таких как, ванная, сауна, кухня или душевая, следует выполнять дополнительную систему уравнивания потенциалов (ДСУП), для обеспечения достаточного уровня электробезопасности в случае возникновения аварийной ситуации. Система дополнительного уравнивания потенциалов соединяет между собой все одновременно доступные для прикосновения открытые и сторонние проводящие части, нулевые и заземляющие защитные проводники всего оборудования (в зависимости от типа системы), включая защитные проводники штепсельных розеток. см. п. 1.7.83 ПУЭ . Схема соединений ДСУП изображена на рисунке ниже.

Как видно из схемы, все потенциально опасные проводящие конструкции подсоединяют к клеммной коробке (шине) в коробке уравнивания потенциалов, что позволяет организовать ДСУП, не протягивая защитные проводники от каждого элемента к распределительному щитку квартиры (дома).
Изготавливают шину ДСУП из меди сечением не менее 10 мм 2 , подключая к ней шесть разъемов и более.
КУП соединяют с шиной заземления вводного распределительного щитка с использованием медного защитного PE-проводника сечением 6 мм2, заземляя таким образом все металлические части помещения. Обязательному подключению к ДСУП подлежат и выходящие за пределы помещений сторонние проводящие элементы.
В домах нового жилого фонда проводники СУП прокладываются на этапе строительства, совместно с монтажом электропроводки. В случае их отсутствия, по каким либо причинам, проводники возможно уложить самостоятельно, прорезав для этого в стяжке пола узкие канавки. Перед началом работ необходимо убедится, что в полу нет других коммуникаций. Проводники соединяют с заземляемыми объектами болтовыми соединениями, хомутами или привариванием контактных лепестков, что обеспечивает наличие прочной металлической связи между ними.
ДСУП выполняют с использованием специально предусмотренных проводников или применяют открытые и сторонние токопроводящие элементы, соответствующие требованиям п. 1.7.122 ПУЭ к защитным проводникам. см п. 1.7.83 ПУЭ . При условии отсутствия механического воздействия, требуемое сечение для проводников составляет 2,5 мм 2 и более. При возможном механическом воздействии используют проводники сечением 4 мм 2 и более. Соединение двух открытых проводящих элементов выполняют проводником сечением не менее сечения меньшего из подключенных к ним защитных проводников. Сечение проводников ДСУП, соединяющих открытую и стороннюю проводящие части, должно быть не меньше половины сечения защитного проводника, подключенного к открытой проводящей части. см. п. 1.7.138 ПУЭ .

Ограничения при уравнивании потенциалов

Монтаж СУП выполняют еще на этапе строительства здания. Однако существует ограничение по ее применению в уже имеющихся постройках. В домах с системой заземления TN-C, с объединенным PEN-проводником, выполнять дополнительное уравнивание потенциалов категорически запрещено. В противном случае, при обрыве нулевого провода, возникает опасность поражения электрическим током остальных жильцов, не сделавших ДСУП. Как правило, это ограничение касается многоэтажных зданий старого жилого фонда.
Проблема решается при возможности перехода на систему заземления TN-C-S: для чего на ГЗШ в вводно-распределительном устройстве здания PEN-проводник разделяют на PE и N проводники, выполняют контур заземления и соединяют его с главной заземляющей шиной медным проводом. Существующая в настоящее время тенденция проводить коммуникации (водопровод и канализацию) пластиковыми трубами, не требует объединение их в систему уравнивания потенциалов. Замена в уже имеющейся ДСУП металлических труб на токонепроводящие пластиковые, приводит к нарушению электрической связи с заземляющей шиной всех остальных металлических элементов помещения (батарей, полотенцесушителей и пр.), делая их потенциально опасными для человека в случае одновременного прикосновения.

Заключение

Современные нормы и правила строительства уделяют особое внимание правильности монтажа системы уравнивания потенциалов. Ее первым делом осматривают и проверяют на соответствие проектной документации при сдаче дома в эксплуатацию. Электробезопасность обеспечивают путем организации электрического соединения всех доступных для прикосновения проводящих частей здания с ГЗШ при помощи РЕ-проводников. ОСУП дополняется системой уравнивания потенциалов в зонах с повышенной опасностью поражения электрическим током.
Важно помнить, что выполнение ДСУП возможно только в домах с системами заземления с раздельной прокладкой PE и N проводников. К ним относится современная система заземления TN-S, а так же модернизированная система до схемы TN-C-S.
При монтаже СУП обязательно обеспечение прочной металлической связи между ее элементами, подключенными по радиальной схеме с соблюдением требуемого сечения защитных проводников.

Смотрите также :