Для чего нужно выравнивание потенциалов

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.

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.

Читайте также:  Ремонт коллекторных электродвигателей

Шина уравнивания (выравнивания) потенциалов

В связи с большей силой тока и крутизной его нарастания при ударе молнии, возникает значительная разница потенциалов.

Для защиты от воздействий токов молнии, требуется выполнить уравнивание потенциалов.

Чтобы избежать неконтролируемых замыканий при ударе молнии, необходимо напрямую или косвенно соединить электроустановки, металлическую оснастку, систему заземления и молниезащитную систему с устройствами защиты.

Проводники системы уравнивания потенциалов должны быть соединены с шиной уравнивания, доступной для испытательных целей. Шина выравнивания потенциалов соединяется с заземлением. Крупные здания могут иметь несколько шин уравнивания потенциалов при условии, что все они будут соединены между собой.

Уравнивание потенциалов системы молниезащиты должно происходить на месте ввода проводников в здание, а также там, где не могут быть соблюдены безопасные расстояния, в подвале или на уровне грунта.

В здании, выполненном из железобетона или с металлическим каркасом, или с системой внешней молниезащиты, имеющей отдельное исполнение, уравнивание потенциалов молниезащиты должно быть выполнено только на уровне грунта. В зданиях, высота которых превышает 30 м, на каждые последующие 20 м выполняется уравнивание потенциалов молниезащиты.

Молниепроводящие элементы необходимо размещать на безопасном расстоянии от системы уравнивания потенциалов, чтобы избежать возникновения импульсных перекрытий. Если безопасное расстояние соблюсти невозможно, то организуются дополнительные связи между молниеприемником, молниеотводом и системой уравнивания потенциалов. При этом нужно учитывать, что дополнительные связи способствуют заносу высокого потенциала внутрь здания.

Уравнивание потенциалов молниезащиты и металлической оснастки

Элементы металлической оснастки нужно соединить между собой и с системой молниезащиты. К металлической оснастке относятся: трубопроводы водо-, газо-, теплоснабжения и пожаротушения, направляющие шины лифтов, каркасы кранов, воздухопроводы вентиляции и климатических установок. Все металлические конструкции необходимо, по возможности, соединять с шинами уравнивания потенциалов. В качестве соединительных линий могут служить электропроводящие трубы, за исключением газопроводов.

Если на газо- или водопроводе существуют изолированные участки, то они должны быть шунтированы проводником. Подземные металлические трубопроводы, которые пролегают близко от заземления, соединять с системой молниезащиты не требуется. Это же относится к железнодорожным рельсам. Если все же их соединение необходимо, то его следует согласовать с эксплуатирующей организацией.

Шина уравнивания потенциалов молниезащиты и электротехнического оборудования

Соединения, необходимые для уравнивания потенциалов молниезащиты, следует выполнять в соответствии с положениями ПУЭ, соблюдая нормы сечения проводников.

Следует различать непосредственные соединения и такие, которые устанавливаются через разделительные искровые промежутки.

Допускается непосредственное соединение системы молниезащиты с такими элементами, как:

  • защитные связи в сетях TN, TT и IT для защиты от поражения электрическим током при нештатных ситуациях (защита при непрямом контакте);
  • заземляющие устройства силовых установок мощностью выше 1 кВт при условии, что не будет заноса высокого потенциала в заземлитель;
  • подземные линии заземления приборов защиты от перенапряжений; — заземление систем дальней коммуникации;
  • антенные устройства;
  • заземлители системы защиты от перенапряжений охранных сооружений (заборов).

Если силовые или информационные линии экранированы либо проложены в металлической трубе, то дополнительные мероприятия по уравниванию потенциалов не требуются.

Через разделительные искровые промежутки соединяются:

  • заземляющие устройства силовых установок более 1 кВт, когда может возникать занос высокого потенциала в заземлитель;
  • вспомогательный заземлитель от устройства защитного отключения, срабатывающего от опасного напряжения;
  • рельс (или обратный провод) тяговой установки постоянного тока;
  • рельс (или обратный провод) тяговой установки переменного тока, когда положения ПУЭ или сигнально-технические соображения не позволяют выполнить непосредственное соединение;
  • установки с катодной антикоррозионной защитой и с защитой от утечки тока;
  • заземление измерительных систем, если они спроектированы отдельно от защитных линий.

Для проведения контрольных испытаний должен быть обеспечен доступ к разъединительным искровым промежуткам. Грамотное проектирование и монтаж системы внутренней молниезащиты сводят к минимуму ущерб, обусловленный импульсами перенапряжений и разностью потенциалов, возникающих внутри здания.

Для выполнения этих работ важно привлекать опытных специалистов и надежные проектные бюро. Только профессиональное проектирование обеспечит необходимую защиту при оптимальном соотношении затрат и качества.

Компания «ООО ТерраЦинк», благодаря широкому ассортименту элементов молниезащиты и заземления собственного производства, высокого качества, позволяет обеспечить надежную систему защиты любой сложности.

С актуальными ценами можно ознакомиться в -листе компании ООО “ТерраЦинк”

Или связаться с менеджерами компании:

Город: 8 (017) 508–02–72
Velcom: 8 (044) 729–99–09

За предоставленную информацию для написания статьи благодарим Сергея Соловьева

Полезные ссылки:

Купить оцинкованную полосу и прут

Купить профильную трубу и оцинкованный уголок

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.
Читайте также:  Реверсивный магнитный пускатель

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.

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.

Устройство и назначение шины дополнительного уравнивания потенциалов

Под выравниванием или уравниванием потенциалов понимается уменьшение разности электрических напряжений между доступными для человека открытыми частями электрооборудования. Оно применимо к таким элементам защитных систем как заземляющие N и РЕ – проводники, а также шины типа РЕN, которые с этой целью также соединяются посредством металлических перемычек. Основное назначение этой электротехнической процедуры – избавиться от опасных разностей потенциалов и предотвратить возможность поражения человека электрическим током. На практике это означает, что все проводящие части оборудования на стороне потребителя, а также используемые в качестве заземления элементы строительных конструкций электрически соединяются между собой.

Виды выравнивающих систем

Используемые в электрических сетях выравнивающие системы делятся на основные и дополнительные приспособления. Для понимания их различия потребуется рассмотреть каждый из этих подходов в отдельности.

Основная система

Эта разновидность выравнивающих конструкций сокращенно называется ОСУП. По своей сути она представляет собой контур, собранный из металлических пластин и объединяющий в единое целое следующие элементы:

  • главную заземляющую шину (ГЗШ), предназначенную для сборки всех подлежащих заземлению элементов;
  • металлическую арматуру жилого дома или другого строения;
  • элементы защиты зданий от грозовых разрядов и молний;
  • трубы и радиаторы отопления;
  • металлические короба вентиляционных систем;
  • трубы водоснабжения и канализации.

Обычно для монтажа ГЗШ выбирается отдельное посадочное место в вводно-распределительном шкафу (ВРУ). При его отсутствии для этого используется любая металлическая сборка, от которой посредством стальной или медной полосы сделано ответвление к контуру заземления.

Дополнительное выравнивание

Шина дополнительного уравнивания потенциалов ШДУП – это особая стальная конструкция, монтируемая с целью электрического присоединения следующих располагающихся во влажном помещении элементов:

  • корпуса душевой кабинки и самой ванны;
  • токопроводящие части вентиляционной системы, если ввод в ванную оформлен металлическим коробом;
  • канализационные трубы;
  • корпус агрегата для сушки полотенец;
  • водопроводные трубы и радиаторы отопления, а также все другие части, нуждающиеся в заземлении.
Читайте также:  Вводной щиток для частного дома 380в 15квт

Для шины дополнительного уравнивания потенциалов потребуется обустроить специальный шкаф или металлическую коробку, от которой медные проводники протягиваются к каждому из перечисленных объектов. Такая система рассматривается как вспомогательная, то есть дополняющая ОСУП. Этим объясняется невозможность их раздельного использования и функционирования.

Назначение и устройство ШДУП

Дополнительная система уравнивания электрических потенциалов охватывает следующие обязательные элементы:

  • Все без исключения приборы, расположенные в помещениях повышенной влажности – в ванных комнатах, на кухнях, в подвалах и чердаках частных строений – и подлежащие заземлению.
  • Элементы металлических конструкций, непосредственно примыкающие к этим помещениям и выходящие за их планировочные границы.
  • Нулевые проводники системы заземления. К ним подключаются все остальные выравнивающие отводы.

В случае отсутствия на данном ответвлении нулевых N проводников вся система подключается к РЕ шине, установленной в распределительном шкафу на вводе в здание.

Данная процедура также распространяется на нагревательные шины системы «теплый пол», наглухо замуровываемые в бетонные покрытия. Перед их монтажом потребуется закрыть комплект стальных трубок металлической сеткой, которая впоследствии подсоединяется к системе, в которой предусмотрена шина ШДУП. Для обеспечения дополнительной защиты в цепях питания нагревательных приборов рекомендуется устанавливать УЗО на ток до 30 мА (смотрите п. 7.1.88 ПУЭ).

Способы соединения элементов, подключаемых к шинам ШДУП типа У4, бывают самыми различными. Широко практикуются следующие типовые схемы:

  • радиальный способ подключения к элементам уравнивания потенциалов;
  • подключение шлейфом, обеспечивающим непрерывность цепи выравнивания.

В любом случае такие коммутации выполняются с использованием специального сборного узла уравнивания потенциалов – для этих целей применяется коробка ШДУП. Эта конструкция представляет собой своеобразную сборку нескольких проводников в единую проводящую систему, подключаемую к нулевой шине распределительного шкафа.

Параметры проводников ДСУП

Для системы дополнительного уравнивания потенциалов подходят только специально предназначенные для этих целей проводники. Согласно положениям ПУЭ (смотрите п. 1.7.138) их характеристические размеры должны удовлетворять следующим требованиям:

  • при соединении двух собственных проводящих частей оборудования в качестве основного выбирается сечение меньшего из защитных проводников, подсоединяемых к заземляемым частям;
  • при соединении собственных и сторонних проводящих элементов оборудования или приборов за основу берется половина сечения защитного проводника, подключаемого к открытой части заземляющего контура.

В соответствии с пунктом 1.7.126. ПУЭ защитные проводники изготавливаются из того же материала, что и фазные, а их сечения строго регламентируются.

  • она должна быть равной 2,5 мм2 при условии надежной механической защиты от деформаций и других посторонних воздействий;
  • ее значение достигает 4 мм2 в случае отсутствия необходимой защищенности.

Общая схема ДСУП помимо всего перечисленного включает в свой состав элементы защиты от молний и грозовых разрядов.

Молниезащитная функция

Уравнивание потенциалов в специальных конструкциях, предназначенных для защиты сооружений от удара молний, относится к серьезным мероприятиям, снижающим угрозу возникновения пожара на этих объектах. В таких системах опасная разность потенциалов, образовавшаяся из-за скопления зарядов атмосферного электричества, может достигать огромных величин – до 15 кВ.

Их обустройство аналогично уже рассмотренным случаям, за исключением того, что здесь делается дополнительный отвод, идущий к заземляющей шине или спуску молниеотвода. Сечения соединительных проводников выбираются из того же расчета, что и для общего случая устройства ОСУП. Согласно требованиям ПУЭ, ни одна новая электрическая сеть, обязательно оборудуемая молниезащитой, не будет принята в эксплуатацию, если в ней не предусмотрено искусственное выравнивание потенциалов.

Монтаж выравнивающей шины

Шины ШДУП обычно размещаются в коробках, которые различаются по способу установки на элементах конструкции. Они могут размещаться в следующих местах:

  • в полостях прилегающих стенных простенков;
  • непосредственно в самих стенах.

Кроме того, они нередко выполняются в виде настенного крепления. Их установка и закрепление в элементах стенных конструкций предусматривается еще на этапе строительства. Конкретное место размещения коробки с шиной выбирается согласно заранее составленной схеме и с учетом того, чтобы к ним имелся свободный доступ. Это необходимо для контроля их состояния и обслуживания.

В уже построенном и эксплуатируемом строении устанавливаются коробки в открытом исполнении, доступные для проведения необходимых электромонтажных операций. Место их установки выбирается с тем расчетом, чтобы длина сборных проводников и заземляющей шины была минимальной. Это позволит сэкономить на расходных материалах.

Обустройство надежной системы выравнивания потенциалов на любом действующем объекте является гарантией защиты работающих или проживающих в нем людей от удара электрическим током.