Заземление и зануление, выравнивание потенциалов

Заземление и зануление, выравнивание потенциалов

Заземление и зануление, выравнивание потенциалов

Заземление – преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством в целях снижения напряжения прикосновения до неопасного для жизни значения.

Занулением в электроустановках напряжением до 1000 В называют преднамеренное соединение частей электроустановки, нормально не находящейся под напряжением, с глухозаземленной нейтралью генератора и трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника в сетях постоянного тока в целях надежного срабатывания защиты.

Для защиты от поражения электрическим током людей или животных при прямом прикосновении предназначены: основная изоляция токоведущих частей, ограждения, барьеры, а также размещение электрооборудования вне зоны досягаемости и применение сверхнизкого (малого) напряжения.

В качестве дополнительной защиты от прямого прикосновения в электроустановках напряжением до 1 кВ применяют устройства защитного отключения (УЗО) с током отключения не более 30 мА.

Части электроустановок, подлежащие заземлению или занулению.

К ним относятся: корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов; вторичные обмотки измерительных трансформаторов; каркасы распределительных щитов, щитов управления, щитков и шкафов; металлические конструкции распределительных устройств, металлические кабельные конструкции, металлические корпуса кабельных муфт, металлические оболочки проводов, стальные трубы электропроводки и другие металлические конструкции, связанные с установкой электрооборудования; металлические корпуса передвижных и переносных электроприемников.

Естественные заземлители. Для заземления электроустановок используют как искусственные, так и естественные заземлители.

В качестве естественных заземлителей могут быть использованы: металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящиеся в соприкосновении с землей, в том числе железобетонные фундаменты зданий и сооружений, имеющие защитные гидроизоляционные покрытия в неагрессивных, слабоагрессивных и среднеагрессивных средах; металлические трубы водопровода, проложенные в земле; обсадные трубы буровых скважин; металлические шпунты гидротехнических сооружений, водоводы, закладные части затворов и т.п.; рельсовые пути магистральных неэлектрифицированных железных дорог и подъездные пути при наличии преднамеренного устройства перемычек между рельсами; другие находящиеся в земле металлические конструкции и сооружения. Оболочки кабелей могут служить единственными заземлителями при количестве кабелей не менее двух. Алюминиевые оболочки кабелей использовать в качестве заземлителей не допускается.

Не допускается использовать в качестве заземлителей трубопроводы горючих жидкостей, горючих и взрывоопасных газов и смесей и трубопроводов канализации и центрального отопления. Указанные ограничения не исключают необходимости присоединения таких трубопроводов к заземляющему устройству в целях уравнивания потенциалов. Естественные проводники, используемые как защитные, должны иметь надежные соединения, находиться под постоянным контролем и иметь специальную опознавательную окраску.

Выравнивание потенциалов. Это снижение разности потенциалов (шагового напряжения) на поверхности земли или пола при помощи защитных проводников, проложенных в земле, в полу или на их поверхности и присоединенных к заземляющему устройству, или путем применения специальных покрытий земли.

Внутри больших и многоэтажных зданий аналогичную функцию выполняет уравнивание потенциалов посредством присоединения нулевого защитного проводника к главной заземляющей шине.

Меры защиты от прямого прикосновения. Главной мерой защиты служит основная изоляция токоведущих частей, которая должна покрывать токоведущие части и выдерживать все возможные воздействия, которым она может подвергаться в процессе ее эксплуатации. Удаление изоляции возможно только путем ее разрушения.

В случаях, когда основная изоляция обеспечивается воздушным промежутком, защита от прямого прикосновения к токоведущим частям или приближения к ним на опасное расстояние, в том числе в электроустановках напряжением выше 1 кВ, должна быть выполнена посредством оболочек, ограждений, барьеров или размещением вне зоны досягаемости.

Необходимо размещение вне зоны досягаемости для защиты от прямого прикосновения к токоведущим частям в электроустановках напряжением до 1 кВ или приближения к ним на опасное расстояние в электроустановках напряжением выше 1 кВ. Расстояние между доступными одновременному прикосновению проводящими частями в электроустановках напряжением до 1 кВ должно быть не менее 2,5 м. Внутри зоны досягаемости не должно быть частей, имеющих разные потенциалы и доступных одновременному прикосновению.

В вертикальном направлении зона досягаемости в электроустановках напряжением до 1 кВ должна составлять 2,5 м от поверхности, на которой находятся люди.

Установка барьеров и размещение вне зоны досягаемости допускается только в помещениях, доступных квалифицированному персоналу.

Меры защиты при косвенном прикосновении распространяются: на корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, светильников и т.п.; на приводы электрических аппаратов; каркасы распределительных щитов, щитов управления, щитков и шкафов, а также съемных или открывающихся частей, если на последних установлено электрооборудование напряжением выше 50 В переменного или 120 В постоянного тока (в случаях, предусмотренных соответствующими главами ПУЭ – выше 25 В переменного или 60 В постоянного тока); на металлические конструкции распределительных устройств, кабельные конструкции, кабельные муфты, оболочки и броню контрольных и силовых кабелей, оболочки проводов, рукава и трубы электропроводки, оболочки и опорные конструкции шинопроводов (токопроводов), лотки, короба, струны, тросы и полосы, на которых укреплены кабели и провода (кроме струн, тросов и полос, по которым проложены кабели с зануленной или заземленной металлической оболочкой или броней), а также на другие металлические конструкции, на которых установлено электрооборудование; металлические оболочки и броню контрольных и силовых кабелей и проводов, проложенных на общих металлических конструкциях, в том числе в общих трубах, коробах, лотках и т.п., с кабелями и проводами на металлические корпуса передвижных и переносных электроприемников; электрооборудование, установленное на движущихся частях станков, машин и механизмов.

Для автоматического отключения питания могут быть применены защитно-коммутиционные аппараты, реагирующие на сверхтоки или на дифференциальный ток. В цепях, питающих распределительные, групповые, этажные и другие щиты и щитки, время отключения не должно превышать 5 с.

Читайте также:  Для чего нужен трансформатор

Основная система уравнивания потенциалов в электроустановках до 1 кВ должна соединять между собой следующие проводящие части:

— нулевой защитный PE или PEN проводник питающей линии в системе TNS

— заземляющий проводник, Присоединенный к заземляющему устройству электроустановки, в системах IT или TT;

— заземляющий проводник, присоединенный к заземлителю повторного заземления на вводе в здание (если есть заземлитель);

— металлические трубы коммуникаций, входящие в здание: горячего и холодного водоснабжения, канализации, отопления, газоснабжения и т.п. Если трубопровод газоснабжения имеет изолирующую вставку на вводе в здание, к основной системе уравнивания потенциалов присоединяют только ту часть трубопровода, которая находится относительно изолирующей вставки со стороны здания;

— металлические части каркаса здания;

— металлические части централизованных систем вентиляции и кондиционирования. При наличии децентрализованных систем вентиляции и кондиционирования металлические воздуховоды присоединяются к шине PE щитов питания вентиляторов и кондиционеров;

— заземляющее устройство системы молниезащиты 2-й и 3-й категории;

— заземляющий проводник функционального (рабочего) заземления, если такое имеется и отсутствуют ограничения на присоединение сети рабочего заземления к заземляющему устройству защитного заземления;

— металлические оболочки телекоммуникационных кабелей.

Проводящие части, входящие в здание извне, должны быть соединены как можно ближе к точке их ввода в здание.

Для соединения с основной системой уравнивания потенциалов все указанные части должны быть присоединены к главной заземляющей шине при помощи проводников системы уравнивания потенциалов.

Система дополнительного уравнивания потенциалов должна соединять между собой все одновременно доступные прикосновению открытые проводящие части стационарного электрооборудования и сторонние проводящие части, включая доступные прикосновению металлические части строительных конструкций здания, а также нулевые защитные проводники в системе TN и защитные заземляющие проводники в системах IT и TT, включая защитные проводники штепсельных розеток.

Для уравнивания потенциалов могут быть использованы специально предусмотренные проводники либо открытые и сторонние части к защитным проводникам в отношении проводимости и непрерывности электрической цепи.

Зачем нужно выравнивание потенциалов

Одним из требований безопасности при использовании электрооборудования является выравнивание потенциалов. Оно представляет собой снижение разности потенциалов между заземлёнными металлическими частями электрооборудования (либо самим заземлением) и поверхностью земли, пола. Осуществляется оно путём укладки на поверхность проводников, соединённых с заземлением. Эта схема позволяет снизить напряжение прикосновения в случае повреждения изоляции. Является одним из вариантов уравнивания потенциалов.

Причины использования выравнивания потенциалов

Для начала следует определиться, что же может вызвать разность потенциалов. Она возникает в следующих случаях:

  • при появлении статического электричества;
  • при различиях в структуре металлических изделий;
  • при высоком атмосферном напряжении (например, при грозе);
  • под действием блуждающих токов.

Особую опасность представляют утечки электротока из проводов, замыкание их на корпус электроприборов. Обычно такую картину можно наблюдать в ванной, когда при прикосновении к металлическим трубам человека может ударить током. Происходит это в основном из-за повреждённой изоляции проводов, в результате чего, в проходящих в непосредственной близости водопроводных трубах, возникает разность потенциалов.

Обезопаситься от удара электротоком можно как раз при помощи выравнивания потенциалов. Для этого все металлические части корпусов бытовой техники, электрооборудования и приборов, труб водоснабжения и отопления соединяются с применением специальных проводников. Это позволяет выровнять их электрический потенциал до одинакового значения, что исключает возможность поражения током при прикосновении к ним.

Кроме этого, одним из обязательных условий является организация эффективного заземления. При его наличии металлические предметы и корпусы техники должны быть объединены с проводами, с последующим их подключением к общей шине земли, совместно с распределительным щитом.

Если заземление отсутствует или не выполняет должным образом свои функциональные задачи, то при сочетании ряда факторов поражения человека электрическим током неизбежно.

Стоит отметить, что действующие нормы строительства и безопасности обязывают строительно-монтажные организации при возведении многоквартирных домов обустраивать системы выравнивания потенциалов и защиты от поражения током путём заземления.

Но чтобы исключить риск повреждения соединяющих элементы цепи проводников (что часто случается при ремонте в квартирах) рекомендуется дополнительно организовать конструкцию, обеспечивающую выравнивание.

В частных домах решение о построении такой системы целиком ложится на плечи владельца. Но из соображений безопасности рекомендуется осуществить её монтаж.

Выравнивание потенциалов в ванной комнате

Поскольку местом особой опасности является ванна комната, организацию схемы выравнивания следует начать с ней. Причины столь высокой электроопасности ванной кроются не только в повышенном уровне влажности, но и в большой концентрации металлических проводников, то есть труб. Установка схемы выполняется следующим образом:

  1. Непосредственно в ванной или рядом с ней устанавливается пластиковая коробка с шиной.
  2. От каждого металлического предмета (корпусов приборов, труб, светильника, коробки двери, если она из металла), а также от контакта заземления каждой установленной в ванной розетки и выключателя прокладывается отдельный проводник до смонтированной коробки.
  3. Провода соединяются путём их надёжного зажимания болтами.
  4. Прокладывается один проводник от шины до распределительного щитка и подключается к его заземлению.

Важно знать, что для эффективной работы схемы по выравниванию потенциалов не следует использовать последовательное соединение оборудования — от каждой металлической поверхности или прибора к коробке должен вести отдельный провод.

В редких случаях возможно последовательное подключение не более 2 устройств, но без разрыва проводника.

Особенности установки схемы в квартирах

Учитывая их высокую компактность и отсутствие лишнего пространства, установка коробки с шиной может быть выполнена в следующих местах:

  • непосредственно в ванной, рядом со светильником;
  • в санузле, её можно скрыть за обшивкой труб.
Читайте также:  Сборка электрощита для частного дома

При монтаже системы выравнивания потенциалов в квартире, необходимо учитывать важную особенность. Ведь согласно современным требованиям, проходящий между этажами стояк с трубами оснащается заземляющей металлической полосой шириной 50 мм, либо оцинкованной проволокой сечением не менее 6 мм. Таким образом отдельно осуществляется заземление и выравнивание потенциалов, что существенно надёжнее и эффективнее.

Схему в этом случае необходимо организовывать следующим образом:

  1. Устанавливается распределительная коробка с колодкой.
  2. Затем от каждого прибора и металлического предмета к коробке прокладывается индивидуальный провод.
  3. Отельный провод монтируется по стене и потолку от электрощита до шины.
  4. Проводники тщательно прикручиваются к колодке болтами.
  5. Затем при помощи медного провода сечением 6 мм шина подключается к заземляющей пластине или проводнику межэтажного стояка.

Для подключения светильников, розеток, выключателей и металлических предметов необходимо использовать медный провод с сечением 4 мм. Для соединения распределительного щитка — до 6 мм. Подключение труб отопления выполняется при помощи специальных хомутов. Рекомендуется использовать оцинкованные хомуты — они невосприимчивы к коррозии и отличаются длительным сроком эксплуатации.

Организовав систему выравнивания потенциалом, можно тем самым обеспечить свою безопасность, минимизировав риск поражения электрическим током.

Для чего нужно выравнивание потенциалов

Время на чтение:

Этот термин знаком всем со школьного курса физики, но не каждый точно вспомнит, что собой представляет выравнивание потенциалов.

Выравнивание потенциалов — это метод уменьшения напряжения шага и прикосновения среди элементов электрической цепи, к которым возможно единовременное касание. Этот метод используется не так часто, как их уравнивание.

Общий вид системы

В соответствии с требованиями норм, обязательно для мест, где содержатся животные. В отдельных случаях также применяется для электрической безопасности жилых помещений.

Назначение выравнивания потенциалов

Выравнивание потенциалов является одним из важнейших требований безопасности во время использования различного электрического оборудования. Такая важность обусловлена тем, что можно обезопасить себя и других жителей дома от удара током.

Объяснение двух видов напряжений

Важно! При отсутствии опыта или соответствующего образования работа с электрическими приборами представляет опасность для жизни.

Нормы, которые регулируют безопасность во время возведения домов, обязывают подрядчиков при строительстве создавать систему, которая снизит или устранит разность и обеспечит защиту от возможного получения электрических травм с помощью заземления.

При распределении устройства, которое выступает заземлителем, надлежащий уровень безопасности создается не только с помощью уменьшения потенциалов заземляющего устройства, но и с помощью их выравнивания на защищенной территории до степени, чтобы максимальное напряжение не было больше допустимых пределов.

Заземляющее устройство

Обратите внимание! Если нет заземления или оно не функционирует так, как должно, риск подвергнуться электрическому удару возрастает.

Уравнивание и выравнивание потенциалов: в чем отличие

Несмотря на свою схожесть, эти два понятия не являются тождественными, а также не могут заменять друг друга. Определение выравнивания было приведено в первом разделе статьи.

Уравниванием потенциалов называют металлическое соединение проводящих открытых составляющих электрического оборудования и его корпусов, а также других элементов-проводников в виде трубопроводов и конструкций из металла. Основная цель уравнивания — устранение или минимизация возникающего между ними напряжения при появлении потенциала у одной из них.

Что касается соотношений и отличий между ними, то уравнивание и выравнивание соотносятся как общее и частное, где второе является частным случаем первого.

К сведению! Ключевое отличие между двумя этими понятиями заключается в том, что уравнивание предусматривает получение полного отсутствия разницы потенциалов через прямое электрическое соединение элементов-проводников, в то время как выравнивание предполагает исключительно уменьшение разности на земле или на полу.

Мотивы для применения выравнивания потенциалов

Для начала следует определиться с тем, что вызывает разность и, как следствие, последующую необходимость выравнивания:

  • возникновение статического электричества;
  • различие в строении и структуре конструкций из металла;
  • повышенное атмосферное давление, возникающее при неблагоприятных погодных условиях, например, грозе;
  • влияние блуждающего тока.

Все выполненные из металла устройства соединены друг с другом, поэтому при появлении разницы потенциалов между отдельными конструкциями при прикосновении человека к нескольким объектам сразу приводит к удару током.

Обратите внимание! Примером такой опасности является ситуация, когда человек принимает душ и получает электрическую травму. Это происходит вследствие того, что ток проходит по человеческому телу, как по проводнику, от предмета с большим потенциалом к объекту с меньшим.

Во избежание подобных опасных для жизни людей ситуаций уменьшается или устраняется разность потенциалов с применением заземления.

Как установить устройство выравнивания потенциалов

В многоэтажных постройках, как правило, устанавливаются две системы для выравнивания потенциалов — основная и дополнительная (вспомогательная).

Основная система выравнивания потенциалов — контур, который содержит в себе такие элементы:

  • заземляющее устройство;
  • главная заземляющая шина;
  • металлические части конструкции возведенного дома;
  • система вентиляции;
  • металлические трубы водопровода;
  • устройство-защита от грозы и молнии.

Основная система

Обратите внимание! Все опасные металлические элементы присоединяются к главной заземляющей шине, убирая таким образом разность потенциалов. Основная система обычно устанавливается при возведении зданий, поэтому делать ее самостоятельно не приходится.

Раньше при объединении таких элементов проблем не возникало, но сейчас многие металлические элементы заменяют пластмассовыми, что приводит к возникновению разности потенциалов.

Проблема этой системы состоит в том, что на больших расстояниях электрический потенциал одной и той же конструкции может быть разным, что также провоцирует ситуацию, которая может стать опасной для жизни. Чтобы нивелировать появившуюся разность, приходится использовать дополнительную систему.

Читайте также:  Неисправности светодиодных ламп на 220 вольт

Дополнительная система выравнивания устанавливается в ванной комнате и содержит в себе такие составляющие:

  • корпус душа или ванной;
  • полотенцесушитель;
  • все проходящие трубы;
  • канализация;
  • система вентиляции.

Дополнительная система

Обратите внимание! Каждая составляющая этого контура соединяется отдельным проводом с жилой из меди. Противоположный конец этого провода опускается в предусмотренную для этого коробку.

Сделать такую систему возможно и самостоятельно:

  1. Разместить пластиковую коробку с заземляющей шиной.
  2. От каждой составляющей, сделанной из метала, и заземляющего контакта розетки и выключателя протянуть проводник до пластиковой коробки.
  3. Соединить провода с помощью болтов.
  4. Протянуть проводник от шины до электрощитка и присоединить к заземлению.

Выравнивание потенциалов — обязательный процесс, чтобы сделать свой дом безопасным и минимизировать риск получить удар током. Несмотря на то, что инструкция по созданию системы выглядит достаточно короткой и простой, при отсутствии опыта работы с электрикой и надлежащего образования лучше доверить установку профессионалам.

Система выравнивания потенциалов

По законам физики каждый проводник обладает определенным электрическим потенциалом. Но сам по себе он не опасен, а опасность несет разность потенциалов между различными металлическими предметами. И чем эта разница выше, тем выше риск поражения электрическим током.

Выравнивание потенциалов и его назначение

Разность потенциалов может быть вызвана различными явлениями: атмосферные перенапряжения, блуждающие токи, статическое электричество и т. п. Но особо опасны случаи возникновения утечек тока из электропроводки через металлические предметы в доме или корпуса электроприборов. Например, Вы находитесь в ванной и, прикасаясь к металлической водопроводной трубе, получаете поражение электрическим током, потому что у трубы другой потенциал, вызванный утечкой тока через нее из-за повреждения изоляции электропроводов в квартире этажами ниже.

Так вот, что бы избежать возможности возникновения разности потенциалов все металлические трубы, корпуса бытовой техники, светильников и т. д. соединяются металлическими проводниками между собой. В результате возникающей между ними электрической связи- у всех металлических предметов потенциал становится одинаковой величины.

Но только этого недостаточно, необходимо так же энергию электрического тока, возникающую в непредвиденных обстоятельствах отвести безопасно в землю, поэтому все металлические части объединяются проводами на шине заземления и дополнительно на нее проводится проводник с шины заземления PE электрощита.
Если этого не сделать, то например в случае пробоя изоляции и если на корпусе стиральной машины появится фаза, то человека ударит током не при соприкосновении с другими металлическими предметами, а с любым из них, стоя на земле. То есть возникнет электрическая цепь, проходящая через тело человека на землю. А если же все предметы заземлены через шину PE электрощита, тогда ток пойдет по пути наименьшего сопротивления через заземляющий проводник. А через человека пройдет пропорционально его достаточно большому сопротивлению- безопасной величины ток.

В многоквартирном доме обязательно выполняется при строительстве основная система выравнивания потенциалов. В подвале и на крыше все металлические лестницы, двери, трубы, металлоконструкции, корпуса электрощитов и т .д. заземляется.
Но к сожалению, эта связь может обрываться или быть не эффективной по законам электротехники из-за длинных расстояний, поэтому в каждой квартире делается обязательно дополнительная система уравнивания потенциалов.

Схема выравнивания потенциалов

Ввиду того, что ванная относится к особо опасному типу помещений по электробезопасности из-за влажных условий и концентрации там металлических труб, именно в ней или сразу возле нее в санузле ставится пластиковая коробка с шиной. Под болтики шины заземления и зажимаются все проводники, подключенные на болтовое соединение или хомут ко всем металлическим частям ванной.

Внимание, на каждый металлический предмет ведется от коробки отдельный проводник- нельзя подключать одним проводом последовательно несколько металлических частей. В исключительных случаях можно сделать лишь одно последовательное соединение, но без разрыва проводника.

Необходимо соединять вместе отдельными проводами не только корпуса ванной, светильников, водопроводных труб и отопления, но и заземляющие контакты розеток и коробку металлических дверей в ванной.

Как правило, коробка с шиной заземления устанавливается либо в ванной, но чаще- в санузле за зашивкой труб, там проходящих. Доступ к ней как и счетчикам воды всегда можно получить через дверцу в зашивке.

По современным требованиям по междуэтажному стояку с трубами ведется дополнительно заземленная полоса шириной 50 миллиметров или оцинкованная проволока диаметром не менее 6 мм, к которой отдельным медным проводником подключается коробка выравнивания потенциалов. Благодаря этому создается кольцо между электрощитом и заземлителем дома, а это двойная надежность.

Как сделать дополнительную систему выравнивания потенциалов

Систему выравнивания потенциалов легко будет сделать самостоятельно в своем частном доме или квартире, не обращаясь к специалистам.
Пошаговая инструкция:

  1. Устанавливаем коробку с шиной заземления.
  2. Прокладываем и подключаем с шины PE заземления электрощита медный провод в изоляции сечением 4 или 6 квадратных миллиметров.
  3. Прокладываемв штробе отдельные провода сечением 4 кв. мм. от коробки к светильникам, розеткам, ванне, трубам и другим металлическим предметам в ванной комнате.
  4. Прикручиваем под болтики провода в коробке.
  5. Подключаем проводники к ванной, светильникам и розеткам под специальные болты, на них расположенные. К трубам присоединения делаем при помощи обхватывающих хомутов. Покупайте только оцинкованные, что бы избежать коррозии в будущем.

Вот и все готово! Раз в год или несколько лет проверяйте надежность и подтягивайте все контакты.

  • Заземление розеток и светильников- .
  • Разводка электропроводки в ванной.
  • Видео 13. Варианты установки освещения .
  • Заземление нулевого провода