коробка выравнивания потенциалов для чего нужна
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:
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:
В соответствии с пунктом 1.7.33 правил ПУЭ выравнивание потенциалов обеспечивается прокладкой защитных проводников, а также специальных конструкций (например, металлических сеток) в земле или полу с их последующим подключением к заземляющему контуру.
Также выравнивание потенциалов достигается применением специальных покрытий. Системы выравнивания потенциалов в обязательном порядке входят в состав электроустановок только в том случае, если речь идет об обеспечении электробезопасности в помещениях, которые предназначены для содержания животных. В остальных случаях такие системы применяются в качестве дополнения к общей стратегии электробезопасности.
Основные и дополнительные системы уравнивания потенциалов
Таким образом, владельцам частных домов и жителям многоквартирных объектов необходимо сосредоточиться на создании систем уравнивания потенциалов. Конкретно о том, как должны выглядеть эти системы, в правилах ПУЭ не говорится. Специфика их организации зависит от типов помещений, от особенностей электроустановок и от прочих факторов. В ПУЭ она прописывается в виде перечня защитных мер, то есть, в виде пунктов, подлежащих обязательному выполнению. Это вызывает определенные трудности, связанные с построением СУП. Попробуем их разрешить.
Для начала разберемся в том, какие бывают виды систем уравнивания потенциалов. Собственникам жилых объектов достаточно позаботиться о создании основных и дополнительных систем СУП, если таковых еще нет в наличии.
В соответствии с пунктом 7.1.87 ПУЭ основная система (ОСУП) должна объединять следующие токопроводящие элементы:
Если газопровод оснащен изолирующей вставкой, расположенной на вводе, к СУП присоединяется только та его часть, которая расположена со стороны здания относительно изолирующей вставки (п. 1.7.82. ПУЭ).
В данный список необходимо включить элементы, о которых многие владельцы жилых помещений попросту забывают. Это: металлический профиль для гипсокартона, металлические оболочки бронированного кабеля, металлопластиковые рамы оконных систем (если на них имеются открытые токопроводящие поверхности), арматурные сетки, залитые в стяжку, а также металлические двери и дверные коробки.
Перечень подключаемых элементов и строительных конструкций регламентируется п. 1.7.82 ПУЭ.
Системы, вводимые в здание извне, необходимо подключать к СУП в точке, которая расположена в максимальной близости от точки их ввода.
Объединение перечисленных элементов в систему СУП чаще всего производится в точке на вводе в здание (внутри вводно-распределительного щитка). Все проводники системы подводятся к шине уравнивания потенциалов, совмещенной с главной заземляющей шиной.
В систему уравнивания потенциалов запрещено встраивать коммутационные и размыкающие устройства, выключатели и плавкие предохранители.
Иногда шину уравнивания потенциалов устанавливают вблизи защищаемого объекта (вне вводного распределительного устройства). В этом случае необходимо оградить шину от случайных прикосновений, а также обеспечить к ней доступ для выполнения сервисных мероприятий.
Подключение каждого элемента к шине уравнивания потенциалов осуществляется исключительно по радиальной схеме (каждый элемент системы соеиняется с шиной выравнивания потенциалов отдельным проводником). Применение последовательного соединения недопустимо, ведь в случае обрыва защитного проводника часть элементов системы автоматически отключится от СУП.
В результате мы получаем схему, по которой создается основная система уравнивания потенциалов (ОСУП).
Необходима ли система уравнивания потенциалов в частном доме? Пункты 1.7.78, а также 7.1.87 ПУЭ отвечают на этот вопрос недвусмысленно: необходима – независимо от уровня сложности электроустановки, а также от наличия/отсутствия других систем защиты. Но эти требования действуют по отношению к жилым объектам, в которых смонтированы современные системы заземления (TN-C-S, TT и т.д.). В домах которые не подключены к обособленному заземляющему контуру, системы уравнивания не создаются. К этому вопросу мы еще вернемся.
Дополнительная система уравнивания потенциалов
Все те же правила ПУЭ предписывают по ходу передачи электроэнергии повторно подключать к главной шине уравнивания потенциалов помещения, которые наиболее уязвимы с точки зрения электробезопасности. Делается это путем создания дополнительных систем уравнивания потенциалов (ДСУП).
Обязательно создаются дополнительные системы уравнивания потенциалов в ванных комнатах и душевых помещениях. Они объединяют токопроводящие конструкции (в том числе и открытые поверхности стационарного электрооборудования), к которым человек может прикоснуться одновременно, а также проводящие элементы, которые выходят за пределы этих помещений.
Какое существует нормирование дополнительных систем уравнивания потенциалов и какие элементы необходимо подключать к ДСУП? Об этом говорится в пунктах 1.7.83 и 7.1.88 ПУЭ. К основной системе каждая ДСУП подключается через отдельную коробку уравнивания потенциалов (КУП).
Иванов Костя Участник FORUMHOUSE
Если Вы в ванной ставите коробку, то к ней присоединяются только те металлические поверхности, к которым человек может прикоснуться одновременно. Например, стальная ванна, полотенцесушитель, стиральная машина и т. д. Находясь в ванной, человек может легко одной рукой взяться за ванну, а другой рукой в это время вытаскивать белье из стиральной машины. Если же стиральная или посудомойная машина находится в другом помещении, т. е. на кухне, то они не присоединяются к КУП ванной. Для них делается другая коробка уравнивания потенциалов – на кухне, а уже к этой коробке присоединяется и стиральная машина, и посудомойная, и раковина, и духовой шкаф и т. д.
Важно! ДСУП нельзя монтировать в помещениях, имеющих объединенный функциональный и защитный нулевой проводник. Речь идет об устаревшей системе заземления TN-C, которая до сих пор функционирует в некоторых домах и квартирах.
rvit34 Участник FORUMHOUSE
То есть, если у вас многоквартирный дом старой постройки, в котором отсутствует собственый контур заземления. Если его заземление базируется на объединенном нулевом функциональном и нулевом защитном проводнике (неразделенном PEN-проводнике), систему ДСУП создавать запрещено. Ведь по сути система уравнивания потенциалов в квартире многоквартирного дома основывается на одной или нескольких ДСУП (СУП в многоквартирном доме общая для всех и создается на вводе в дом). Это требование противоречит пунктам 1.7.78 и 7.1.87 (ПУЭ). Но все объяснимо: актуализированная редакция ПУЭ не рассматривает электроустановки, созданые по устаревшим тандартам.
Данный запрет на создание уравнивания потенциалов распорстраняется и на частные дома. Прежде чем приступить к созданию СУП и ДСУП в домах со старой проводкой, которая небезопасна сама по себе, целесообразно модернизировать систему заземления хотя бы до схемы TN-C-S.
Система потенциалов в здании многоквартирного и частного дома
Создание системы СУП в многоквартирном доме сопряжено с определенными трудностями. Во-первых, ВРУ, в котором установлена ГЗШ, расположено в специальном помещении (в подвале или в щитовой). Доступ к нему для посторонних лиц, как водится, закрыт.
Но это проблема, которую при наличии согласованного проекта электроснабжения с разработанной СУП, можно успешно решить. Гораздо важнее другое обстоятельство: очень трудно выяснить, как и по каким принципам устроено заземление в том или ином многоквартирном доме. Не всегда понятно – есть ли в нем элементы, отвечающие за уравнивание потенциалов (шины, проложенные по периметру фундамента, шины системы защиты от грозовых перенапряжений и т. д.).
Иванов Костя Участник FORUMHOUSE
Представим ситуацию: у соседа снизу/сверху в стиральной машине пробило ТЭН. У него нет УЗО, следовательно, его электричество попало в воду холодного стояка. Благодаря Вашей СУП электричество распространилось на другие стояки в доме и на газовую трубу. Поэтому, когда задаете вопрос, связанный с многоквартирным домом, то обязательно надо уточнять особенности самого здания. Есть ли в здании заземление вообще, есть ли у жителей УЗО и так далее.
Но как быть на самом деле? Где искать нужную информацию? Ответ дает «Технический циркуляр № 6/2004 о выполнении СУП на вводе в здание». Это еще один нормативный документ, который разъясняет технические особенности создания систем уравнивания потенциалов. В главе №11 документа сказано, что указания и рекомендации по созданию СУП на вводе в здание должны содержаться в проектной документации на электроустановку.
Следовательно, чтобы не было вопросов, заказывайте разработку проекта, который будет содержать сведения о СУП (если такого проекта еще нет в наличии), согласовывайте его в соответствующих ведомствах и только после этого приступайте к реализации. Убедившись, что СУП в доме создана и функционирует, можно создавать дополниительные ДСУП в своей квартире.
В частном доме подключение СУП к основной шине выглядит несколько проще: главная заземляющая шина, совмещенная с основной шиной уравнивания потенциалов, подключается к заземляющему контуру. При этом открытые токопроводящие элементы, конструктивно не относящиеся к электроустановке, но предусмотренные правилами ПУЭ, по радиальной схеме подключаются к основной шине уравнивания потенциалов.
Мы рассказали о теоретических аспектах создания основных и дополнительных СУП, а также перечислили пункты нормативных регламентов, на которые следует ориентироваться при их создании. О нормировании проводников для систем уравнивания потенциалов, а также о технических решениях, позволяющих реализовывать основные и дополнительные СУП на практике, читайте во второй части статьи. Проще говоря, следите за обновлениями на FORUMHOUSE.
О том, как пользователи портала решают проблему создания СУП и ДСУП в своих жилых помещениях, вы сможете узнать из соответствующего раздела на форуме. Чем отличаются между собой современные системы заземления, чтобы ничего не напутать, читайте в нашей статье. И обязательно найдите время, чтобы посмотреть, как создаются комфортные и безопасные бани с электрическим отоплением.
Назначение и устройство коробки уравнивания потенциалов
Одним из самых важных требований при регулярной эксплуатации электрических приборов в жилых помещениях является выравнивание потенциалов. Характеризуется снижением разности потенциалов между поверхностью напольного покрытия, земли и заземленными металлическими частями электрических приборов. Уравнять потенциалы можно благодаря укладке на поверхность специальных проводников, которые соединены с заземлением. Эта схема проста, но эффективна, поскольку снижает напряжение прикосновения при поврежденной изоляции.
Для чего нужно выравнивать потенциалы
Коробка уравнивая потенциалов (КУП)
Прежде чем выяснить, что такое КУП в электрике, нужно разобраться с такими понятиями, как электрический потенциал и ток. Ознакомиться с их физическими свойствами можно на примере обыкновенного проводника. Когда он пребывает в состоянии покоя, его внутреннюю полость равномерно заполняют все заряженные частицы, они бывают отрицательными и положительными.
Если говорить о каждом предмете, вырабатывающий ток, то один из его полюсов переполнен электронами, а другой испытывает недостаток. При подключении к нему проводника внутри находящиеся электроны начнут вращаться в противоположном направлении до момента достижения баланса. Такое движение получило название – электрический ток, а разница в электронах – отрицательный и положительный электрический потенциал.
Ток является постоянным, если при неизменной разнице потенциалов движение электронов будет направлено в одну сторону. Если же состояние характеризуется постоянным изменением направления электронов, ток называется переменным.
Домашняя сеть характеризуется тем, что подобные изменения происходят с интервалом в 50 секунд. Отсюда следует, что частота переменного тока составляет 50 Гц. Поверхность всех проводников, по которым протекает электрический ток, должна быть заизолирована и находиться в местах, где отсутствует контакт с окружающими предметами. Это касается всех деталей, изготовленных из металла, например, металлические детали и конструкции, имеющие нулевой электрический потенциал — по ним ток протекать не должен. При правильной и корректной работе они выполняют поставленные задачи автономно и не несут потенциальную угрозу здоровью и жизни домочадцев.
Причины и опасность
Прежде чем устранять разность потенциалов, нужно выяснить, что является основными причинами ее появления. Провоцирующие факторы:
Чтобы в будущем предупредить появление опасных ситуаций, следует в единую цепь соединить все оборудование и приборы, которые не должны быть под напряжением. В таком случае при развитии нештатных ситуаций все поверхности будут иметь одинаковый электрический потенциал.
Виды коробок уравнивания потенциалов (КУП) и их устройство
КУП в электрике делится на два вида:
Каждая имеет свои технические особенности, преимущества и недостатки, поэтому стоит ознакомиться с ними более детально.
Основная коробка управления потенциалов
Эта коробка уравнивания потенциалов считается ведущей, главной. Представляет собой контур, который объединяет в себе следующие рабочие элементы:
Несколько десятилетий назад домочадцы ничего не знали о такой проблеме, как разность потенциалов. Причиной его появления стала установка пластиковых труб, которые проводят электрический ток, что приводит к разрыву цепи.
Коробка ДСУП
Данная система уравнивания потенциалов считается вспомогательной, устанавливают ее в ванной комнате. Система включает в себя следующие рабочие детали:
Каждая часть дополнительной системы уравнивания потенциалов соединяется отдельным проводом с жилой, изготовленной из меди. Второй ее конец подключают к ДСУП.
Принцип работы и монтаж КУП
Чтобы предупредить образование разности потенциалов, в помещениях устанавливают коробку управления. Принцип работы устройства заключается в параллельном соединении всех конструкций, изготовленных из металла. Коробка КУП объединяет в единый контур все токопроводящие объекты.
Установить систему выравнивания потенциалов в домашних условиях не составляет особого труда. Она получила название – местная система. Монтировать такую конструкцию рекомендуется во время проведения ремонта в квартире, поскольку требуется от распределительного щитка до КУП вести провод под полами.
Для монтажа установки потребуются следующие инструменты и материалы:
Если весь необходимый инвентарь подготовлен, можно приступать к монтажу. Предварительно составляют схему соединений, чтобы правильно уравнять потенциалы. Также схематически изображаются места проведения кабелей от коробки до шины заземления в распределительном щите.
Следующий этап – подготовка к подключению самих коммуникаций. Зачищают места контакта до образования характерного металлического блеска. Это важно, поскольку обеспечивает надежное соединение. В нештатной, аварийной ситуации система выравнивания потенциалов не даст сбой.
Подводят кабели к каждой части цепи. Все проводники заводят в коробку и осуществляют надежное соединение с шиной.
Клеммная коробка, установленная в помещении с повышенной влажностью, должна иметь степень защиты корпуса не менее IP54.
Самый оптимальный вариант – устанавливать систему еще на этапе строительства здания, однако существуют ограничения по ее использованию:
Площадь сечения используемого проводника должна быть не менее рекомендованного значения.
Система молниезащиты в уравнивании потенциалов
При поражении здания молнией наблюдается большая скорость нарастания силы тока. На фоне этого образуется существенная разница потенциалов.
Чтобы при поражении молнией не возникало неконтролируемых скачков напряжения и замыканий, требуется соединить все электрические устройства, молниезащиту, заземление, металлические предметы с системой уравнивания потенциалов. Все проводники контура соединяются с помощью уравнивающей шины. Большие строительные сооружения, как правило, оснащаются несколькими такими шинами больших размеров. При этом они обязательно должны быть соединены друг с другом.
Коробка уравнивания потенциалов молниезащиты должна устанавливаться на вводе в сооружение, а также в местах, где не удается соблюдать безопасные расстояния, например, в подвале или на одном уровне с землей. В здании из бетона или с металлическим каркасом уравнивание системы должно проводиться исключительно на уровне почвы. В высоких зданиях такие системы устанавливаются с интервалом в 20 метров.
Коробка уравнивания разности потенциалов
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:
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:
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:
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:
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:
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.
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:
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.