Система уравнивания потенциалов
Электричество уже давно прочно вошло в наш быт, и вряд ли кто-то сможет себе представить реальную жизнь без многочисленных электроприборов, значительно облегчающих нашу жизнь. Электроплита, холодильник, электрочайник, микроволновка, стиральная машина и многие другие бытовые помощники, без которых мы уже практически не можем обойтись. Да и мало кто представит себе обычный магазин около дома, любимое кафе, кондитерскую без многочисленных холодильников, миксеров, кофеварок, мармитов, печей, мясорубок и прочего многообразного электрооборудования.
Многие из электроприборов имеют металлические части. Естественно, что все металлические проводящие части оборудования имеют определённый электрический потенциал, и если этот потенциал одинаков на всех доступных прикосновению поверхностях, то никаких проблем не предвидится.
А что будет, если где-то повредилась изоляция, и токопроводящая жила случайно коснулась корпуса или ручки электроприбора? Или на корпус прибора перешёл заряд статического электричества? В чём состоит опасность для здоровья человека?
В случае, когда человек случайно прикоснется одновременно к двум металлическим частям, обладающих разными электрическими потенциалами, может получить поражение электрическим током. Поэтому для обеспечения условий безопасности при эксплуатации электроустановки необходимо выполнить систему уравнивания потенциалов (СУП).
Немного теории об устройстве системы уравнивания потенциалов
Правила выполнения системы уравнивания потенциалов определены стандартом ГОСТ Р 50571.3 (МЭК 364-4-41) и ПУЭ (7 изд.) п.п. 1.7.82, 1.7.83, 7.1.87, 7.1.88.
Так, ПУЭ предписывает выполнение основной системы уравнивания потенциалов (ОСУП) на вводе в здание и рекомендует по ходу передачи электроэнергии повторно выполнять дополнительные системы уравнивания потенциалов (ДСУП), при этом для ванных и душевых помещений дополнительная система уравнивания потенциалов является обязательной.
- основной (магистральный) защитный проводник;
- основной (магистральный) заземляющий проводник или основной заземляющий зажим;
- стальные трубы коммуникаций зданий и между зданиями;
- металлические части строительных конструкций, молниезащиты, системы центрального отопления, вентиляции и кондиционирования.
Типовая СУП представлена на следующем рисунке:
Система уравнивания потенциалов — назначение и устройство
Как видно из названия, система служит для получения одинакового потенциала на всех токопроводящих частях, доступных для прикосновения. Такое решение минимизирует риск поражения электротоком. Чтобы сформировать такую систему, необходимо все металлические части конструкции подсоединить к ГЗШ — главной заземляющей шине, чтобы оттуда опасный для человека потенциал беспрепятственно стекал в грунт.
Зачем нужно уравнивать потенциалы
В большинстве систем энергоснабжения современных зданий и сооружений нулевой провод связан с заземлением через специальную шину. Металлические части бытовой техники, например, корпус утюга или стиральной, посудомоечной машины соединен с «нулем». При этом на фазе при вводе напряжения имеется защитный автомат, отключающий электричество, если произошел пробой изоляции. Но даже при его срабатывании есть вероятность, что ток через нулевой провод попадет на корпус бытового прибора. Если человек одной рукой схватится, например, за корпус посудомоечной машины, где есть напряжение из-за пробоя изоляции, а второй за батарею отопления, соединяющейся с трубопроводом, уходящим в землю, то получит удар тока.
Что такое напряжение? Это разница потенциалов. Если на корпусе бытовой технике, например, 50 вольт, а на заземленном радиаторе «0», получим разницу в 50 В, попадающих на человека. Чтобы этого не произошло, потенциалы надо выровнять, чтобы везде было одно и то же значение. Сделать это можно, если обустроить отдельную систему заземления и правильно подключить к ней металлические части оборудования.
Реальные примеры появления опасного потенциала в городской многоэтажке
Изначально вся система заземления в новом жилом здании исправна и работает в штатном режиме. Иначе здание просто не примут в эксплуатацию. Но вот проходят годы, у кого-то из жильцов начинается ремонт, на первом этаже, к примеру, появляются учреждения, а то и все здание начинают реконструировать. Опасное напряжение на металлических элементах в квартире может появиться в таких распространенных случаях:
- Жильцы начинают менять металлические трубы на полипропиленовые. В результате пропадает контакт с заземлителем. На теплоноситель надеяться не стоит: вода ток проводит, но сегодня она есть, а завтра ее может и не быть (сезонный ремонт, аварии и т. п.).
- Кто-то по одному ему известным соображениям решил подключить «ноль» из розетки к радиатору отопления. В итоге во всем доме на появляется потенциал 220 вольт между фазой и батареями.
- Один из жильцов установил бойлер-нагреватель без заземления. В случае пробоя изоляции фазы напряжение попадает в воду: все ближайшие соседи из крана получат, кроме жидкости, удар током.
- «Продвинутый» сосед-электрик решил заземлить свою электроплиту через стояк с горячей водой. Теоретически это имеет смысл, т. к. трубопровод уходит в землю и соединен с главной шиной заземления – ГЗШ. Но если другой сосед, который снизу, после ремонта в стояк вставит кусок пластиковой трубы, в случае поломки электроплиты все, кто выше, получат потенциал 127 вольт от крана с горячей водой.
Разница между уравниванием и выравниванием потенциалов
В первом случае речь идет о ликвидации малейшей разницы между токопроводящими поверхностями, доступными для прикосновения человеком. Уравнивание потенциалов имеет отношение к проводникам либо отдельным электроустановкам. Во втором случае имеется в виду уменьшение разности потенциалов на большой площади. Например, бетонный пол в цеху, соединение арматуры в ж/б конструкциях с ГЗШ.
Основная система уравнивания потенциалов (ОСУП)
Обустраивается при возведении дома с «нуля» либо в ходе его капитального ремонта, реконструкции. Система подразумевает наличие главной заземляющей шины, к которой подсоединяются:
- защитный провод «ноль», подающий питание в здание;
- провод, подключаемый к конструкции заземлителя, при его наличии;
- металлический трубопровод водоснабжения (ГВС, ХВС), канализации, газовое оборудование;
- металлические элементы каркаса строения (арматура, закладные и т. п.);
- части воздуховодов, конструкций систем кондиционирования и вентиляции;
- заземлители молниезащиты 2-й и 3-й категории;
- металлическая оболочка (в ряде случаев называемая «броней») кабелей телекоммуникации.
Подсоединение осуществляется радиальным способом: к одной токопроводящей части идет один проводник от ГЗШ. Площадь сечения проводников ОСУП не допускается меньше ½ такого же параметра самого большого кабеля электрооборудования. Обычно использование проводников с площадью сечения свыше 25 кв. мм (по меди или аналогичных по сопротивляемости току материалов) не требуется. Но в любом случае минимальное значение площади проводов в ОСУП (об этом гласит п. 1.7.137 ПУЭ):
- стальных: 50 кв. мм;
- алюминиевых: 16 кв. мм;
- медных: 6 кв. мм.
После того, как все металлические части подключены к ГЗШ, для чего используются хомуты различных диаметров, сама шина подсоединяется к контуру заземления. При обустройстве ОСУП не допускается:
- соединять проводник, идущие к заземлению с «нулевыми», начиная от ГЗШ;
- использовать последовательное соединение проводников, когда один идет за другим: приемлем только параллельный способ;
- интегрировать в цепи заземляющих (РЕ) проводников коммутационные изделия, прерывающие сплошную заземляющую линию.
Дополнительная система уравнивания потенциалов (ДСУП)
Ее задача – соединение всех открытых для касания токопроводящих частей бытовой техники и сторонних элементов, имеющих отношение, например, к каркасу, фундаменту здания. Сюда же относятся заземляющие контакты бытовых розеток. Т. е. ДСУП обязательно используется там, где существует повышенный риск поражения электротоком. Это когда есть риск касания человеком сразу нескольких не защищенных диэлектриком металлических частей техники и сторонней проводящей частью. Примером могут служить ванные комнаты, душевые. Речь идет не только о полотенцесушитялях, газовых колонках. Если в помещении «теплый пол», нагреватели, помещаемые в цементную стяжку, необходимо закрыть металлической мелкоячеистой сеткой или иной подобной защитой, подключенной к заземлению. Сами нагреватели оснащаются защитой в виде УЗО, рассчитанного на ток до 30 мА.
В обязательном порядке ДСУП должна использоваться только как дополнение к главной системе. Отдельное использование местной системы уравнивания потенциалов не допускается. Проводники допсистемы подсоединяются двумя способами:
- радиальным (к одному отдельному элементу – свой проводник);
- шлейфовым (использование непрерывающейся магистрали).
Подключения производятся в специально выпускаемой коробке уравнивания потенциалов. Здесь несколько открытых металлических частей подсоединяются к общему проводу. Минимально допустимые размеры защитных проводников при площади сечения фазового кабеля в кв. мм:
- меньше или равно 16 — столько же;
- больше 16, но меньше или равно 35 — 16;
- более 35 – половина от этого значения.
Вышеприведенные параметры справедливы в том случае, если защитный и фазовый провод сделаны из одинаковых материалов. При использовании медных жил в кабеле системы ДСУП наименьшее сечение составляет 2,5 кв. мм при использовании механической защиты и 4 кв. мм, если ее нет.
О главной заземляющей шине (ГЗШ)
Это один из основных элементов системы уравнивания потенциалов. Внешне выглядит, как металлическая пластина. Материал ее изготовления – медь или сталь, использование алюминия не допускается. Запрет связан с разностью сопротивлений при контакте с другими металлами: в результате происходит перегрев, болты начинают выгорать, крепление ослабевает, заземление перестает функционировать. Сечение ГЗШ не может быть меньше такого же параметра проводника питающей линии. Еще одно требование к конструкции – возможность быстрого отсоединения/присоединения отдельных проводников. Вместе с тем процедура должна осуществляться только посредством специнструмента.
Где устанавливается ГЗШ и ее маркировка
Обычно это ящик главного ввода в здание. Если шина устанавливается отдельно, место должно быть легкодоступным для обслуживания и недалеко от вводного устройства. При монтаже в помещениях, куда открыт доступ только квалифицированным специалистам, ГЗШ может находиться в открытом состоянии. Если шина находится в местах, доступных для посещения посторонними лицами, необходимо предусмотреть защитный шкафчик, ящик, запираемый на ключ. При этом на дверцу наклеивается знак заземления на желтом фоне. Внутри обязательно должна быть схема соединений. Здание с несколькими вводными устройствами, должно иметь для каждого из них отдельную шину. Все они соединяются между собой отдельным проводником. Пример маркировки: ГЗШ-22-УХЛ4-ТВ. Расшифровка и другие возможные обозначения:
- ГЗШ: главная заземляющая шина;
- первая цифра означает сечение – 1 – 3х30 мм, 2 – 3х40 мм, 3 – 4х40 мм;
- вторая – число отверстий под болты: 1 – 10, 2 – 15, 3 – 20;
- УХЛ – климатические условия (в данном случае соответствуют центру России);
- последние буквы указывают производителя и место изготовления: в данном случае «Техноэлектро», Воскресенск.
Вне зависимости от конструкции шины для всех изделий приняты общие эксплуатационные нормы:
- рабочий температурный диапазон: от минус 45 до плюс 50 градусов;
- влажность воздуха: до 80%;
- высота над уровнем моря: до 2000 м;
- отсутствие в помещении, где установлена ГЗШ, самовоспламеняющихся частиц газов либо паров;
- неагрессивная окружающая среда: в противном случае возможно разрушение соединений.
При покупке шины необходимо знать характеристики изделия. Кроме размеров, сечения, это максимальный длительный ток. Например, для серийной ГЗШ сечением 160 кв. мм толщиной 3 мм, шириной 20 мм предельный ток составляет 625 А. В комплекте идут стальные болты М8х25 с гайками и шайбами. При заказе указывается количество требуемых отверстий, предпочитаемый способ фиксации к поверхности.
Уравнивание потенциалов
Главная шина заземления — это медная шина на изоляторах, предназначеная для объединения всех открытых проводящих частей, которые доступны для прикосновения.
2650.00 руб.
Изоляционный материал, предназначен для электроизоляции контактных соединений кабелей и проводов.
Кабельный наконечник ГОСТ 7386-79 для проводника 16 кв.мм
Кабельный наконечник ГОСТ 7386-79 для проводника 25 кв.мм
Кабельный наконечник ГОСТ 7386-79 для проводника 35 кв.мм
Колодец контрольно измерительный — инспекционный колодец, внутри которого располагается заземляющее устройство или заземляющий контакт.
3950.00 руб.
Заземляющий проводник в изоляции для создания электробезопасности
2030.00 руб.
Заземляющий проводник в изоляции для создания электробезопасности
1890.00 руб.
Заземляющий хомут для труб с зажимом для подключения проводника
Заземляющий хомут для труб с зажимом для подключения проводника
Заземляющий хомут для труб с зажимом для подключения проводника
Главная шина заземления 40х4 мм на опорах. Главная шина заземления — это медная шина на мостовых опорах, предназначена для объединения всех открытых проводящих частей, которые доступны для прикосновения.
4100.00 руб.
Шина уравнивания потенциалов с пластиковой крышкой
1258.00 руб.
Уравнивание потенциалов
Уравнивание потенциалов — Снижение разности потенциалов между доступными одновременному прикосновению открытыми проводящими частями (ОПЧ), сторонними проводящими частями (СПЧ), токоотводами, заземляющими и защитными проводниками (РЕ-проводниками), а также PEN-проводниками, путем электрического соединения этих частей между собой.
Зажим уравнивания потенциалов — Зажим, присоединенный к ОПЧ или СПЧ и предназначенный для электрического соединения с системой уравнивания потенциалов.
Магистраль заземления, уравнивания или зануления — Заземляющий, уравнивающий или нулевой защитный проводник с двумя или более ответвлениями.
Таким образом необходимо допиться устранения разности электрических потенциалов между всеми одновременно доступными прикосновению открытыми проводящими частями стационарного электрооборудования и сторонними проводящими частями, включая металлические части строительных конструкций зданий, достигаемое соединением этих частей друг с другом при помощи проводников.
Раздел каталога в котором представлены элементы и материалы для выполнения уравнивания потенциалов:
- гибкие перемычки для подключения оборудования к магистрали заземления или к ГЗШ (главной шины заземления);
- точка заземления – металлическое изделие, предназначенное для монтажа в опалубку перед заливкой бетона. К шпильке подключается арматура здания, ко второй части подключается заземляющий проводник.
- кабельные медно-луженые наконечники под опрессовку проводников;
- главные шины заземления;
- шкаф главной шины заземления;
- аксессуары для работы с проводникам.
Система уравнивания потенциалов.
Для чего предназначена и как выполняется система уравнивания потенциалов.
Если вы когда-либо ощущали легкие (и не очень) пощипывания током в ванной комнате, то вы наверняка изучали этот вопрос и знаете, что причиной является разность потенциалов между металлическими конструкциями. А выходом из сложившейся ситуации, считается выполнение дополнительной системы уравнивания потенциалов. Но как говорится, если есть дополнительная, то обязана существовать и основная. В данном материале я буду говорить об этих системах.
Для чего служит такая система?
Для начала давайте узнаем, для каких целей используется данная система. Как известно металлические предметы являются отличными проводниками электричества.
В наших с вами домах такими проводниками являются чугунные трубы отопления, короба вентиляционных шахт, полотенцесушитель, трубы водоснабжения и канализационные трубы. И все эти коммуникационные системы имеют между собой связь.
Для того, чтобы понять каким образом на этих элементах образуется опасный потенциал, давайте рассмотрим следующую ситуацию:
Все мы с вами знаем, что напряжение представляет собой разность потенциалов фазного и нулевого провода (в однофазной сети). Из картинки выше следует, что ток по фазному проводу попадает на двигатель стиральной машины и вновь уходит в сеть по N проводу. И от того же нулевого проводника реализовано заземление стиральной машины. Это необходимо, чтобы при повреждении изоляционного материала электроприбора произошло отключение защитного автомата.
А теперь представим ситуацию, что в нуле появился потенциал в 20-30 Вольт. Это означает, что если человек коснется одновременно стиральной машинки и сушилки,
то он будет поражен разностью потенциалов стиральной машины, равной 20-30 В и потенциалом полотенцесушителя равного нулю.
Таким образом, человека поразит напряжение 30 вольт. Именно чтобы не допустить такой ситуации и реализуется система выравнивания потенциалов, оная выглядит так:
Разновидности систем
Существует основная система уравнивания потенциалов (ОСУП) и дополнительная система уравнивания потенциалов (ДСУП).
Примечание. ДСУП не может быть реализована, если нет или не исправна ОСУП.
Основная система уравнивания потенциалов должна отвечать таким требованиям:
- Уже с Главной заземляющей шины категорически запрещено объединятьPEи N проводники
- Схема соединения ко всем конструкциям подлежащим заземлению, должна быть строго радиальной.
- В цепях защиты категорически запрещено устанавливать какие-либо коммутационные аппараты
В ОСУП объединяются следующие элементы:
- Заземлитель.
- ГЗШ– главная заземляющая шина, располагается на вводе здания.
- Всевозможная арматура жилого дома.
- Металлические вентиляционные короба.
- Водопроводные трубы из металла.
- Молниеотводы.
Если все вышеперечисленные элементы имеют прочную связь, то опасность возникновения опасных потенциалов была нулевой. Но в связи с поголовной заменой отопления на пластиковые трубы, данный контур становится разорванным, и возникновение потенциала становится обыденным делом.
Также несмотря на надежный контур в больших многоэтажках из-за большой протяженности коммуникаций может возникнуть потенциал, именно по этой причине в помощь основной системе уравнивания потенциалов применяют дополнительную.
Такая система реализуется в ванной комнате, где соединяются следующие элементы:
— непосредственно ванна или душевая кабина.
— трубы водопровода и газовые трубы.
Все эти элементы соединяются отдельным медным проводником, концы которого собираются в КУП (коробка уравнивания потенциалов).
Если у вас нет подобной системы и вы хотите ее реализовать в вашей ванной комнате, то обязательно учтите следующие немаловажные требования:
- Дополнительную систему категорически запрещается реализовывать, если в доме отсутствует или неисправна основная система уравнивания потенциалов.
- Запрещается использовать соединение шлейфом.
- Нельзя допускать разрывов защитного проводника, идущего от клеммной коробки до шины заземления, расположенного в квартирном щитке.
Также позаботьтесь о том, чтобы розетки, установленные в ванной комнате, имели дополнительное заземление.
Кстати, закрепить заземляющий проводник к металлическим трубам отопления и водопровода можно металлическими хомутами. Также учтите, что минимальное сечение жилы заземляющего провода должно быть 2,5 квадратных миллиметра.
С оригиналом статьи можно ознакомиться — Электрофиксик