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.
Продолжая анализировать вопросы безопасной эксплуатации электрической энергии, мы пришли к выводу, что устаревшая система электроснабжения, выполненная несколько десятилетий назад по схеме заземления TN-C, уже может создавать аварийные ситуации при подключении мощных современных бытовых приборов.
С изложением этого вопроса можно подробно ознакомиться по рассматриваемой теме. Чтобы ликвидировать случаи получения возможных электротравм, необходимо переходить на другую систему заземления, выполненную по схеме заземления TN-C-S либо ТТ.
Их анализ, преимущества и особенности приведены , где показаны возможные причины возникновения неисправностей и технические методы предупреждения их появления, способы ликвидаций электрическими защитами в автоматическом режиме.
Однако, стоит обратить внимание на то, что полностью решить электрическую безопасность дома переходом на новые стандарты схемы заземления не получится. Применяемые защитные устройства на основе и будут отключать потребителей при возникновении неисправностей в электропроводке, но они не смогут устранить возможность их появления.
Причина кроется в большом количестве внутри схемы открытых и сторонних токоведущих частей, которые при возникновении аварийных ситуациях способны хорошо пропускать через себя различные токи от посторонних источников напряжения.
Видеоролик Владимира Новикова «Удар током в детском бассейне» наглядно показывает вероятность возникновения подобного случая.
Их необходимо блокировать техническими средствами, отводить в сторону земли. Этот вопрос возложен на систему уравнивания потенциалов - общепринятое электрическое сокращение «СУП».
Назначение СУП
Используемая только в новых схемах заземления (проект заземления TN-C запрещено менять без проведения перерасчетов электрических процессов), система СУП уравнивает потенциалы:
- строительных элементов зданий;
- инженерных коммуникаций и сетей;
- конструкций молниезащиты.
Чем уравнивание потенциалов отличается от выравнивания
На первый взгляд два однокоренных слова русского языка являются синонимами, но в электротехнике им придается разный, хоть и похожий смысл. Схожее название двух терминов создает путаницу даже в среде электриков. Поэтому заостряем на вопросе внимание.
Система уравнивания
Схема здания построена на металлическом соединении - закорачивании открытых, доступных к прикосновению проводящих ток частей стационарного электрооборудования и сторонних токопроводящих элементов, вместе с металлическими строительными конструкциями зданий, когда потенциалы всех подключаемых устройств накоротко соединяются на контур земли электроустановки.
За счет очень маленького электрического сопротивления соединительных элементов потенциалы всех закороченных деталей принимают одну величину - потенциала контура земли.
Система выравнивания
Здесь тоже собираются единой цепью открытые токопроводящие элементы электрооборудования и отдельно - строительных конструкций здания своим дополнительным участком, который также заземляется, но на свой собственный контур. Поэтому электрическая связь между ними создается через участок земли, который имеет больше́е сопротивление, чем у металлической шины. К тому же оно зависит от сезона.
В итоге разность потенциалов между этими цепочками снижается, приближаясь к потенциалу земли, но, отличается от него, хоть и незначительно. В итоге при выравнивании потенциалов в защищаемой цепочки все же возможны перетоки по создаваемым защитным подключениям, которые будут оказывать отрицательное влияние на безопасность эксплуатации электроустановки.
Влияние сопротивления цепочки на прохождение тока по ней хорошо объясняет видеоролик «Падение потенциала вдоль проводника» научного института МИФИ.
Виды СУП
По обеспечению степеней безопасности СУП подразделяется на два вида систем уравнивания:
- основную - ОСУП;
- дополнительную - ДСУП.
Разберем их отличия.
Основная система ОСУП
В современных условиях при строительстве здания она входит в проект схемы дома и монтируется до заселения жильцов. В нее входят:
- главная шина контура заземления (ГЗШ);
- разводка «сетки» РЕ проводников по зданию, подключенной к ГЗШ;
- система проводников уравнивания потенциалов.
На ОСУП возложена функция обеспечения защиты здания от проникновения электрического тока извне по любым металлическим деталям, входящим в его строительные элементы: водо- и газопровод, металлическую пожарную лестницу и др.
Случайно попавший в них высокий потенциал от постороннего источника огромной величины мгновенно достигнет здания и благодаря конструкции ОСУП будет моментально перенаправлен в контур земли, где его энергия будет надежно погашена без причинения вреда строительным конструкциям и внутреннему оборудованию.
Если же молния ударяет в грозозащиту здания, то ее по молниеотводу сразу же направляют на землю в обход конструкции и оборудования дома по кратчайшему пути.
Система ОСУП используется по разным принципам в существующих :
- для TN-C ее запрещено применять. При возникновении необходимости уравнивания потенциалов требуется перейти на один из новых стандартов заземления;
- в TN-C-S к схеме ОСУП подключается PEN проводник, приходящий по линии электрического питания от трансформаторной подстанции. Причем на вводе в дом через установленное повторное заземление делается его разветвление через главную заземляющую шину на РЕ и N. К ГЗШ электрически подключаются все сторонние токоведущие части здания РЕ проводниками;
- у схемы заземления TN-S защитная роль ОСУП осуществляется через ГЗШ, подключенную к элементам строительных конструкций здания через РЕ-проводники;
- для схемы ТТ выполняется индивидуальное заземление дома и подключение к нему РЕ-проводников.
Особенности монтажа ОСУП
Их можно свести к трем важным вопросам:
- после ГЗШ запрещено в любом месте схемы объединять рабочий ноль N с защитными проводниками РЕ;
- единственным способом подключения составных элементов ОСУП к ГЗШ является радиальный метод, когда каждый заземляемый элемент дома монтируется индивидуальным проводником. Использование шлейфа в этой ситуации категорически запрещено;
- врезать любые коммутационные аппараты в схему ОСУП запрещается.
Дополнительная система ДСУП
Если на ОСУП возлагается защита всего здания как единой конструкции, то у ДСУП задача другая - обеспечить электрическую безопасность какой-то определенной комнаты, например, ванной.
Задачи ДСУП появляются в самый неожиданный момент, когда жильцы начинают перестройку и ремонт, нарушая целостность строительного проекта. Например, замена металлических водопроводных труб пластиковыми может разорвать уже созданные электрические контакты для ОСУП. В такой ситуации ДСУП резервирует защиту и безопасность ванной комнаты и кухни, устраняя риски получения электротравм в них.
Для создания ДСУП потребуется объединить все представляющие опасность металлические конструкции и открытые токопроводящие части электроустановки с подключением их на контур земли.
В этой ситуации нельзя делать типичную ошибку, когда заземление не выполнено. Проникший на общее соединение опасный потенциал на нем и останется. Когда человек прикоснется к нему любой частью тела, то через него начнет стекать ток разряда на землю: электротравма гарантирована.
Задавайте вопросы по непонятным моментам статьи и конструкции ОСУП в комментариях.
Учитывая повышенную влажность и перепад температур, свойственные ванным и душевым комнатам вполне очевидна обоснованность довольно жестких требований действующих нормативных документов в отношении электрооборудования и электропроводки этих помещений.
Так, помимо необходимости прокладки в в ванных и душевых помещениях только скрытой электропроводки - требование ПУЭ (7.1.40), согласно тех-же Правил (7.1.47) устанавливаемое электрооборудование каждой зоны должно иметь соответствующую ей степень защиты от попаданий воды.
Кроме того, в качестве меры повышения уровня электробезопасности в отношении защиты человека от поражения электрическим током также является обязательность применения для групповых линий питания ванных и душевых комнат устройств защитного отключения (УЗО, дифавтоматов) с отключающим дифференциальным током до 30 мА (7.1.82).
Не менее важным требованием является и наличие дополнительной системы уравнивания потенциалов (ДСУП), к которой должны быть подключены все доступные прикосновению человеком открытые токопроводящие части стационарных ЭУ.
ДСУП в ванной
Электрические потенциалы доступных прикосновению открытых токопроводящих частей ванных комнат имеют определенные величины. Причинами их возникновения могут быть блуждающие токи, статическое электричество, разные структуры токопроводящих материалов.
Разница потенциалов токопроводящих частей (собственно, напряжение) - труб водоснабжения, канализации, ванн, умывальников и пр. может достигать опасных для человека значений - когда одновременное прикосновение к ним может вызвать удар электрическим током.
Если раньше в подобных ситуациях потенциал уравнивался теми-же электрически связанными и заземленными (!) металлическими трубами, то в наше время зачастую может иметь место частичная замена труб канализации, ГВС и ХВС на пластиковые.
То есть, говорить о каком-то гарантированном уравнивании потенциалов и заземлении этих труб в отдельно взятой квартире, учитывая что этажом ниже не исключена их замена на пластиковые, не проводящие ток, разумеется не приходится.
Принципиально ДСУП представляет объединение - создание электрической связи всех токопроводящих доступных для прикосновения частей коммуникаций и сантехнического оборудования и их соединение с главной заземляющей шиной.
Правила монтажа ДСУП
Основным элементом ДСУП являет коробка уравнивания потенциалов (сокр. КУП), шина которой соединяет провода от заземляемых объектов между собой и с ГЗШ. Коробка может быть как открыто установлена, так и спрятана в полости стены или нише - при этом не стоит забывать о необходимости доступа к ней для возможности ее дальнейшего обслуживания.
Как и при монтаже электропроводки, на начальном этапе следует определиться с местами прокладки проводов ДСУП от заземляемых объектов до КУП - рекомендуется проложить кратчайшим путем.
Присоединение проводников к заземляемым частям может быть выполнено любым способом, обеспечивающим качественный и надежный контакт - сваркой, болтовым соединением, для присоединения к трубам могут быть использованы хомуты.
Присоединения необходимо выполнять отдельными ответвлениями, избегая последовательных соединений (иначе говоря, "шлейфы" недопустимы). Рекомендуемое сечение проводников : 4-6 мм2 для провода от КУП до ГЗШ, 2,5-4 мм2 для проводов от коробки до заземляемых объектов. Рекомендуемые и наиболее часто используемые марки провода ПВ-1 и ПВ3.
Разность потенциалов, вот что опасно для жизни человека. Самым опасным местом в нашей обители остается ванная комната. Чтобы сделать её безопасным местом пребывания, прокладывается контур дополнительного выравнивания потенциалов.
Почему дополнительное? Дело в том, что строение дома должно иметь основной контур заземления по всем современным нормам и правилам строительства. Это означает, что все металлические части и конструкции всего здания заземлены. Но в ванной комнате делают еще один, дополнительный контур уравнивания потенциалов.
Почему необходимо дополнительное уравнивание потенциалов?
Стояки горячей и холодной воды, стояки отопления, все эти части в прошлом были сделаны строго из металла. Но как известно, на смену металлу пришел пластик — полипропеленовые трубы. Если раньше, когда абсолютно все трубы были из металла и опасный потенциал, случайно оказавшись на металлической части, мог без препятствий стечь в землю, то пластик такой возможности не дает. Например, у вас стояки металлические, а вот сосед этажом ниже поменял на пластик. Теперь опасному потенциалу уходить некуда. Взявшись за трубу, на которой скопился опасный потенциал одной рукой, а другой за стояк, который заземлен, то это как раз тот случай, который может оказаться роковым.
Толковая электрика, электричество, электромонтаж для дома, дачи и офиса!
Другая опасность, если нет дополнительного уравнивания потенциалов
Ванная комната опасна и по другим причинам. Помимо металлических частей в ванной комнате присутствует сырость и одновременно множество различных электроприборов. Такое опасное сочетание как раз требует мер повышенной осторожности. В связи с этим и требуются преобразования в виде уравнивания потенциалов . Что это значит?
Все металлические части, предметы стационарного характера, соединяют проводником РЕ (защитное заземление) и отводят в одну общую коробку КУП (аббревиатура КУП — коробка уравнивания потенциалов) в системе ДСУП (аббревиатура ДСУП — дополнительное система уравнивания потенциалов). Затем, из коробки КУП общий проводник выводится на общую клемму РЕ (защитное заземление), которая находится в распределительном щите. Так мы уровняли все потенциально опасные части, и постарались, чтобы ванная комната оказалась безопасной и тихой гаванью.
Где нельзя делать дополнительное уравнивание потенциалов?
Следует помнить о том, что уравнивание делается не во всех квартирах. Если у вас по стояку в подъезде схема заземления TN-C, т.е. отсутствует заземляющий проводник PE (заземление), в ванной комнате уравнивание категорически запрещено, даже если в квартире у вас сделана трехпроводная разводка. Возможно, ваша квартира сделана по системе зануления, а не по системе заземления. Уравнивание потенциалов возможно при схемах заземления TN-C-S или TN-S , т.е. по стояку силовой линии проложен заземляющий проводник РЕ (заземление).
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
Загрузка...