Как сделать уравнивание потенциалов. Дополнительное уравнивание потенциалов

Об основной и дополнительных системах уравнивания потенциалов и об их функциональном назначении.

Жилое здание. Множество этажей и квартир. Целые километры коммуникаций: проводов, металлических труб, коробов вентиляции, металлорукавов и тому подобного. В наших квартирах есть различные металлические ванны, мойки, и мало ли чего еще. Иными словами, весь дом просто полон элементов и конструкций, способных проводить электрический ток, но зачастую не предназначенных для этого.

Однако каждый проводник обладает электрическим потенциалом . Это просто закон физики. Потенциал же - величина относительная. Это означает, что электрический потенциал, например, металлической поверхности холодильника сам по себе не имеет вообще никакого значения. Важно только то, насколько он выше или ниже потенциала водопроводной трубы, проходящей от него (холодильника) в относительной близости.

Если между потенциалом холодильника и потенциалом трубы есть разница, то эту разницу можно считать напряжением. Кто-то может предположить, что такое напряжение не может быть существенной величины: ведь и корпус электроприбора, и водопроводная труба не должны быть «под фазой». Но торопиться с выводами не стоит. В действительности есть очень много причин, по которым даже безобидный металлический короб вентиляции может приобрести опасно высокий относительный электрический потенциал.

Среди этих причин, к примеру, не только выход из строя изоляции фазных жил кабелей системы электроснабжения, а еще и атмосферные перенапряжения, блуждающие и циркулирующие токи систем заземления и многое другое.

И что же делать? Как уберечься от всех этих напастей и жить спокойно, не опасаясь, что однажды нас ударит током собственная ванна?

Вопрос этот решается созданием системы уравнивания потенциалов . Идея ее довольно проста. Если токоведущие части имеют непосредственное электрическое соединение, то потенциал их всегда одинаков, и напряжение между ними не возникнет ни при каких обстоятельствах.

Поэтому система уравнивания потенциалов включает в себя все, что может стать опасным: именно металлические трубы, металлоконструкции здания, устройства молниезащиты, короба, лотки. Все это подключается к главной заземляющей шине (ГЗШ) на вводе здания. Такая система получает название основной системы уравнивания потенциалов .

Но пока инженерные коммуникации дойдут до отдельно взятой квартиры, расположенной на каком-нибудь высоком этаже, расстояние от ГЗШ может стать внушительным. В силу вступят законы электротехники, характерные для так называемых «длинных линий».

В соответствии с этими законами сопротивлением проводников большой протяженности пренебрегать нельзя. То есть, электрический потенциал одной и той же металлической трубы на вводе в здание и на пятнадцатом этаже может отличаться, и очень сильно. Таким образом, основная система уравнивания потенциалов становится все менее эффективной по мере удаления от ГЗШ.

Поэтому в каждой квартире создается своя, дополнительная система уравнивания потенциалов . Элементы, которые входят в нее, подключаются к шине РЕ (или PEN) в квартирном или домовом щитке. Это снова водопроводные трубы, короба вентиляции, а кроме этого, ванны, мойки и прочие объемные металлические предметы.

Дополнительная система уравнивания потенциалов в ванной комнате

Не каждый электрик, берущийся за ремонт или , знает про системы уравнивания потенциалов и придает им должное значение. Поэтому следить за состоянием и качеством выполнения такой системы в своей квартире каждому домовладельцу лучше самостоятельно, не надеясь ни на кого другого. Ведь это вопрос, прежде всего, личной безопасности.

Александр Молоков,

Со временем здания приобретают все более широкую и усложненную систему электрооборудования. Тем самым потребители с низким вольтажом могут получить больший урон от перенапряжений, вызванных грозой и возникающих из-за воздействия электрических импульсов и уменьшения разделяющего опасного пространства между электрическими предметами и молниеприемником. Объемная система электропроводящих сетей организуется информационным снабжением, антенными конструкциями, коммуникациями централизованного отопления, водоподводящими, газовыми и силовыми системами. Единственная молниезащита при воздействии электромагнитного импульса не способна предотвратить повреждение достаточно слабого оснащения. Поэтому должна формироваться сеть общей молниезащиты, и в первую очередь основная система уравнивания потенциалов.

Для чего применяется

Уравнивание потенциалов используется для обеспечения выравнивания во всех металлических частях здания, связанных между собой, то есть для формирования эквипотенциальной поверхности. В этом случае при попадании в дом повышенного потенциала на всех конструкциях из металла он увеличивается синхронно, за счет чего не развивается опасная разница в напряжении и не образуется искрение и прохождение опасных токов.

Соединяющие элементы

Важным защитным мероприятием является создание главной системы уравнивания потенциалов. Соединяется ею заземляющая основная шина, основная магистраль заземления, защитная основная магистраль и проводящие элементы, к которым относятся:

арматурные детали конструкций с железобетонным основанием;
элементы зданий из металла, климатические системы, централизованное отопление;
стальные трубопроводы системного питания.

Чаще всего у системы выравнивания потенциалов присутствует только один способ вывода. В помещении распределительного элемента монтируется главная шина на максимально близком расстоянии от точки введения.

Система молниезащиты

Из-за быстроты нарастания тока и его большой силы при ударе молнии создается огромная разница потенциалов, намного превышающая ту, которая возникает в связи с утечкой тока. Поэтому требуется выравнивание потенциалов для защиты от влияния токов молний.

Для предотвращения неконтролируемого замыкания должны быть сторонне или напрямую совмещены молниезащитная конструкция, заземляющая система, оснастка из металла, электроустановки с защитными механизмами.

Шина уравнивания потенциалов с открытым доступом для проверочных работ должна иметь соединение с уравнивающей системой. Также шина обладает соединением с заземлением. В больших зданиях их может быть несколько, если они будут обладать соединением между собой.

Выравнивание потенциалов в молниезащитной системе осуществляется в месте попадания проводников в помещение и там, где нарушены безопасные дистанции, на уровне почвы или в подвале.

Дом, построенный с использованием стального каркаса или железобетонного основания либо с отдельным помещением для внешней молниезащиты, должен обладать уравниванием потенциалов на уровне грунта. В домах с высотой более 30 м оно выполняется каждые 20 м.

Молниепроводящие детали устанавливаются на безопасном расстоянии для предотвращения появления импульсных реакций. При невозможности соблюдения безопасной дистанции системы уравнивания потенциалов, устройство отведения молнии и приемник формируют между собой дополняющие связи. Стоит отметить, что они способны привести к занесению в строение повышенного потенциала.

Дополняющее устройство

Создается дополнительная система уравнивания потенциалов, ПУЭ которой определяет форму и применение, в точках расположения электрооборудования, в которых имеющиеся условия могут быть опасными, и в случае, если нормы свидетельствуют о необходимости в ней. Она образует связь между всеми частями имеющегося оборудования и сторонними проводниками, которые находятся рядом с ними.

Типичными помещениями и объектами, в которых должны использоваться дополняющие меры безопасности, являются антенное оборудование, объекты молниезащиты, сооружения удаленной связи, участки с повышенной взрывоопасностью, госпитали, фонтаны, аквапарки, ванные комнаты. Компания, которая занимается выполнением монтажных работ, должна осуществлять их в соответствии с указаниями ПУЭ-7.

Потенциалы защиты от молний и оснастка

Должно производиться соединение системы защиты от молний и деталей оснастки, к которой причисляются воздуховоды климатических и вентиляционных устройств, крановые каркасы, направляющие элементы лифта, трубопроводы таких систем, как пожаротушение, теплообеспечение, газо- и водоподведение. При наличии возможности каждая металлическая конструкция соединяется с шинами уравнивания. Электропроводящие трубы могут выступать в роли соединительных линий (исключение составляет газопровод).

Если имеется изолированный участок на водо- и газопроводе, используются для шунтирования проводники системы уравнивания потенциалов. Специальное соединение с устройством защиты от молний не нужно для подземных трубопроводов из металла, находящихся рядом с заземлением. То же самое касается железнодорожных рельсов. Если без объединения не обойтись, то предварительно оно согласовывается с эксплуатирующей компанией.

Заземление

Работает заземляющее повторное устройство при помощи двух вертикальных электродов с длиной не менее 5 м, между собой они скреплены горизонтальным заземлителем. В роли последнего выступает стальная полоса, также она применяется для формирования проводника, соединяющего ГЗШ и дополнительный заземлитель. Полоса должна быть не меньше 4 мм толщиной с площадью поперечного сечения 75 мм 2 . Нормирование сопротивления повторного заземлителя отсутствует.

Сечение питающего кабеля оказывает влияние на подбор проводника выравнивания потенциала, он не должен быть меньше половины сечения кабеля. Наибольшее распространение приобрела проводка ПВ1 и стальная полоса, также используется одножильный кабель. Специальные сжимы зачастую применяются при ответвлении магистрали при помощи провода.

Техническое оборудование и молниезащита

В соответствии с тезисами ПУЭ-7 и при соблюдении границ сечения проводников выполняются все соединения для выравнивания потенциалов конструкций защиты от молний. Должны разделяться соединения непосредственные и осуществляемые через искровые разделяющие промежутки.

Система молниезащиты может иметь непосредственное объединение со следующими устройствами:

заземляющие элементы системы защиты от высокого напряжения сооружений охранного типа;
антенные приспособления;
линии заземления, находящиеся под землей в удалении от систем коммуникации и защиты от превышения напряжения;
заземление силовых конструкций, мощность которых превышает 1 кВт, при этом должна отсутствовать возможность занесения в заземлители высокого потенциала;
предохраняющие связи в сетях типа ТТ для защиты от удара током при косвенных контактах.

При проведении в металлических трубах или экранизации информационных либо силовых линий дополнительная система уравнивания потенциалов не нужна.

Искровые промежутки

Контрольные испытания должны осуществляться при получении доступа к искровым разъединительным пространствам. Благодаря правильной проектировке и установке механизма внутренней защиты от молний минимизируются повреждения, вызванные разностью потенциалов и импульсами перенапряжения.

Соединение через искровые промежуточные разделения осуществляется для следующих элементов:

заземление измеряющих систем при условии отдельного проектирования;
установки, защищенные от утечки тока и имеющие антикоррозионную катодную защиту;
обратный провод тягового элемента постоянного тока, а также переменного при отсутствии возможности выполнения непосредственного объединения по сигнально-техническим доводам;
вспомогательные заземляющие детали защитного отключения, которое срабатывает при опасном напряжении.

Установка

Во время строительства здания должен выполняться монтаж СУП, так как есть некоторые сложности при использовании в готовых строениях. Дополнительная коробка уравнивания потенциалов запрещена к применению в зданиях, имеющих заземление вида TN-C. При несоблюдении данного правила во время разрыва нулевого провода есть вероятность поражения током жильцов, которые не устанавливали ДСУП. Относится данное ограничение в основном к старому многоэтажному жилому фонду.

Заземляющая система другого типа позволяет избавиться от такой проблемы: для этого выполняется заземляющий контур и присоединяется медной проводкой к защемляющей главной шине.

Пластиковые трубы

Сегодня имеет достаточное распространение проведение коммуникаций с использованием пластмассовых труб, для которого не нужно объединение с системой уравнивания. При этом, если в существующей ДСУП заменить трубы из металла на пластиковые, отличающиеся токопроводящими свойствами, возникнет нарушение связи между металлическими частями в помещении (полотенцесушитель, батареи) и заземляющей шиной, из-за чего они становятся опасными при одновременном касании.

При создании коммуникаций с помощью труб из пластика объединение с системой уравнивания осуществляется с применением металлических гребенок, кранов и обратных клапанов для закрепления проводников. При наличии диэлектрических вставок в металлических трубах они добавляются к главной системе после вставок внутри строения.

Что нужно знать

В соответствии со строительными правилами и нормами, сегодня уделяется повышенное внимание грамотной установке системы уравнивания потенциалов. В первую очередь осуществляются при сдаче здания в эксплуатацию осмотр и проверка на соответствие проекту. Создание электрического объединения всех проводящих элементов, доступных для касания, с помощью специальных проводников обеспечивает должную электробезопасность. В качестве дополнения выступает коробка уравнивания потенциалов в местах с высокой возможностью поражения током.

Стоит учитывать то, что ДСУП может создаваться только в зданиях, которые имеют систему заземления с раздельным прокладыванием проводников N- и PE-типа.

Между частями СУП должна устанавливаться металлическая прочная связь, если они подключены в соответствии с радиальной схемой и необходимым сечением защитного проводника.

Мы постоянно сталкиваемся в своем доме, в офисе и производственных помещениях с электроприборами, которые представляют собой проводники электрического тока. Это могут быть батареи центрального отопления, газовые плиты, ванны, трубы и т.п. Такие проводники имеет электрический потенциал различной величины с довольно высоким значением.

О разности потенциалов

Если величина потенциалов у токопроводящих предметов в помещении различается, то между ними возникает напряжение (разность потенциалов), что представляет большую опасность поражения током для человека. Особенно важно это учитывать при подключении приборов в помещениях с повышенной влажностью (санитарных комнатах, душевых).

Разность электрических потенциалов у бытовых приборов и труб в квартире может появиться в результате:

утечки тока из-за повреждения изоляции проводов;
неправильного подключения электрооборудования;
неисправных электроприборов;
проявления статического электричества;
возникновения блуждающих токов системы заземления.

Чтобы не допустить ситуации возникновения разности потенциалов в помещении, осуществляется система уравнивания потенциалов (СУП) – параллельное соединение всех металлоконструкций, находящихся в доме. Основой СУП является объединение токопроводящих объектов в единый контур.

В здании предусматривается установка одновременно основного контура заземления и дополнительных систем уравнивания потенциалов в соответствии с требованиями современных правил и норм строительства. Основная система включает в себя металлические конструкции строения: арматуру, короба вентиляции, трубы, детали и элементы лифтов и молниезащиты.

Инженерные коммуникации имеют довольно значительную протяженность, что увеличивает сопротивление проводников. В этом случае электрический потенциал металлических труб на последних этажах высотного здания намного больше, чем у трубопровода на первых этажах.

Кроме того, в последнее время металлические трубы начинают заменять на пластиковые . Таким образом батареи и полотенцесушители, которые сделаны из металла, лишаются защиты, так как пластик не является проводником и не имеет связи с заземляющей шиной. Поэтому для решения подобных проблем и устанавливается дополнительная система уравнивания потенциалов (ДСУП).

Коробки уравнивания потенциалов

Коробка уравнивания потенциалов (КУП) – это один из элементов системы защиты людей от опасности поражения электричеством. Устройство применяется при организации ДСУП в помещении (офисе, квартире, доме и т.д.).

Существуют различные виды КУП в зависимости от конструкции здания:

в полые стены;
в сплошные стены;
открытой установки.

Виды монтажа

Монтаж КУП для металлических труб

КУП представляет собой пластиковый корпус, где помещается внутренняя шина – важнейшая часть заземляющего устройства. Она соединяет проводники с металлическими трубами горячего и холодного водоснабжения, газоснабжения, канализации, отопления, а также электроприборами, находящихся в помещении. К коробке подключают заземляющие провода от розеток и включателей. От внутренней шины отводят проводник до квартирного щитка, через который происходит подключение к главной заземляющей шине, находящейся на вводе здания.

Монтаж КУП для пластиковых труб

При установке пластиковых труб в СУП подсоединяются металлические краны и смесители. Также металлопластиковые трубы могут иметь диэлектрические вставки, которые подключают к основному контору.

Система обеспечивает одинаковый потенциал всех металлических элементов в здании. В случае возникновения напряжения на каком-либо объекте, оно переместится через заземляющий проводник к общему контуру.

Распределительную коробку устанавливают таким образом, чтобы она не нарушала интерьер помещения. При установке систем необходимо придерживаться определенных правил:

СУП создают в процессе строительства дома. Если в старых постройках она отсутствует, то в целях электробезопасности проводится монтаж такого оборудования. Для того чтобы эффективно и безопасно провести монтаж КУП предварительно изучается система заземления здания.

В некоторых случаях проводить установку КУП запрещается . Так, если в подъезде схему заземления установили без заземляющего проводника, то уравнивание потенциалов делать нельзя. Поэтому подобную работу необходимо поручать только специалистам.

Запрещается подключать элементы ДСУП шлейфом.
Категорически запрещено создавать дополнительную СУП, если в квартире нет заземляющего контура (заземление выполнено по системе ).
ДСУП должна быть неразрывной на всей протяженности от клеммной коробки в ванной до квартирного щитка. Включение в цепь любой коммутационной аппаратуры запрещено.

Вот мы и рассмотрели, из чего состоит основная и дополнительная система уравнивания потенциалов. Если у Вас в квартире нет местного защитного контура, далее мы расскажем, как сделать ДСУП своими руками.

Выполняем монтаж

Монтаж дополнительной СУП (ее еще называют местной) выполнить несложно. Желательно проделывать такую работу на этапе капитального ремонта, т.к. провод от коробки (КУП) до щитка нужно вести в стяжке пола. Итак, для начала Вы должны подготовить следующие материалы:

Клеммная коробка со специальной медной шиной – ШДУП, как на фото ниже.
Одножильный провод из меди, сечением 2,5; 4 и 6 мм 2 . Рекомендуется использовать и .
Крепежные системы – хомуты, болты, контактные лепестки. Нужны для подключения проводников системы уравнивания потенциалов к трубам и металлическим корпусам.

Подготовив такой небольшой комплект ДСУП можно переходить к монтажу. Первым делом рекомендуется составить схему уравнивания потенциалов, по которой Вы будете выполнять соединение всех элементов. Также на схеме можно зарисовать, в каких местах будет проходить провод от клеммной коробки до заземляющей шины в щитке. Примеры проектов для квартиры Вы можете увидеть на планах ниже:

После этого Вы должны подготовить коммуникации к подключению – зачистить небольшую область под хомут на трубах до металлического блеска. Это нужно для того, чтобы контакт был надежным, и система уравнивания потенциалов сработала в опасной ситуации.

Далее нужно подключить каждый элемент отдельным проводом. Если на участках отсутствует вероятность механического повреждения провода, можете для уравнивания использовать проводник сечением 2,5 мм 2 . Когда вероятность повреждения есть, хоть и незначительная, лучше перестраховаться и использовать провод сечением 4 квадрата. Все провода заводятся в КУП и надежно закрепляются на шине. Кстати, клеммную коробку для установки в ванной комнате рекомендуется выбирать со 54 или выше. От шины выводится провод сечением 6 мм 2 , который нужно проложить к квартирному щитку. Тут также есть свое определенное требование – этот проводник не должен пересекать другие кабельные линии, к примеру, если Вы решили .

В завершение провод подключается к шине заземления в щитке, на чем монтаж дополнительной системы уравнивания потенциалов завершается. Рекомендуем перестраховаться и вызвать электрика, чтобы он проверил работоспособность системы тестером и визуальным осмотром!

Уравнивание потенциалов – доходчиво. Каждый человек, который изучал физику в школе, помнит о том, что любой проводник наделен собственным потенциалом. Сам по себе потенциал не представляет собой никакой опасности, опасна разница потенциалов, которые есть у любого изделия из металла. Чем существеннее такая разница, тем выше вероятность получить удар электрическим током. Как проводится выравнивание потенциалов?

В чем заключается смысл выравнивания потенциалов?

Такое явление как разность потенциалов может быть спровоцировано большим количеством различных факторов. Некоторые из них выглядят следующим образом:

– Перенапряжения в атмосфере;

– Блуждающие сгустки энергии;

– Статическое напряжение;

Наиболее опасной является такая разность потенциалов, которая возникает в результате утечек напряжения из неисправных участков электропроводки посредством вещей, изготовленных из металла или электрической бытовой аппаратуры. В качестве примера можно рассматривать следующую ситуацию: человек, проживающий в многоэтажном доме, находясь в своей ванной, касается трубы, изготовленной из металла, и получает удар электрическим током. Подобная ситуация возникла из-за того, что изоляция электроприбора, находящегося в другой квартире, является неисправной. По причине неисправной изоляции потенциал металлической трубы изменился и человек, коснувшийся ее, получил поражение электрическим током.

Для того чтобы провести выравнивание потенциалов всех электрических приборов, которые могут представлять собой опасность, их надо объединить. Проще всего такую манипуляцию выполнить с помощью медной проволоки, объединяя стоящие рядом приборы, трубы и другие объекты. Создав общую цепь между трубами или между приборами, человек выравнивает потенциал.

Однако объединения всех потенциально опасных объектов недостаточно. Для полной безопасности в процессе использования электрических бытовых приборов необходимо, чтобы проводка была заземлена.

Система выравнивания потенциалов

Механизм для уравнивания потенциалов является достаточно важной системой. При этом каждый желающий, имея в своем расположении необходимую информацию, может собрать такой механизм собственноручно, не привлекая помощников со стороны. Монтаж такой системы выполняется в 5 этапов, выглядят эти этапы следующим образом:

– Монтаж короба, в который будет помещена шина заземления;

– Монтаж от шины и подсоединение медного электрического шнура имеющего изоляцию. Сечение шнура не должно быть менее 4 миллиметров;

– В заранее подготовленный канал внутри стены помещаются отдельные шнуры, которые будут соединять приборы между собой. Так происходит выравнивание потенциалов.