Что такое уравнивание потенциалов? Вводная информация

Что такое уравнивание потенциалов? Вводная информация

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)

  • контура заземления (заземляющее устройство);
  • главной заземляющей шины (ГЗШ);
  • «сетки» защитных проводников PE;
  • проводников уравнивания потенциалов.

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.

Далее от главной заземляющей шины отходят PE-проводники групповых линий электропроводки, а также PE-проводники уравнивания потенциалов проводящих частей здания.

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.

  • коробки уравнивания потенциалов, сокращенно КУП;
  • проводников уравнивания потенциалов.

Как монтируется ДСУП?

  1. В первую очередь необходимо определиться с местом установки коробки уравнивания потенциалов (КУП).
  2. 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.
  3. Третьим шагом, согласно ПУЭ-7, будет соединение всех металлических конструкций ванной комнаты:
    • отопление;
    • холодный водопровод;
    • горячий водопровод;
    • ванна или душевая кабина.
  4. 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.
  5. 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.

Что такое уравнивание потенциалов

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.

Читайте также:  Узо для чего

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:

  1. Уравнивание потенциалов, это нивелирование разницы потенциалов между доступными к прикосновению одним человеком открытыми проводящими поверхностями. Относится к штучным электроустановкам или проводникам.
  2. 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)

  • Система ДУП не может функционировать без наличия в том же помещении шины защитного заземления. Мало того, использование системы без заземляющего контура опасно! Рабочий нуль также не может быть использован в качестве рабочего заземления.
  • Дополнительное уравнивание потенциалов работает в паре с системой ОУП. При отсутствии последней — выполняет ее функции.
  • Шина дополнительного уравнивания потенциалов ШДУП должна объединить в единый контур все электроприборы с металлическим корпусом, розетки, сантехническое оборудование (систему водоснабжения, ванну, мойку) и систему отопления.Только в этом случае обеспечивается утечка тока в «землю» не через тело человека, а по шине ДУП.
  • К системе также подключаются конструкционные элементы помещения, выполненные из токопроводящих материалов: металлические дверные коробки, заново уложенная арматура (например, при ремонте полового покрытия), металлические профили для гипсокартона, и прочее.
  • Каждый элемент подключается к шине неразрывным проводником без возможности разъединить электрическую связь: установка коммутационной аппаратуры (выключатели, автоматы защиты) запрещена.
  • Все элементы подключаются параллельно, недопустимо организовывать последовательный шлейф.

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

Особенности системы уравнения

18 февраля 2020

Время на чтение:

На сегодняшний день большинство современных зданий оснащено множеством бытовых приборов. Чтобы они правильно работали и не несли угрозу для жизни, существуют специальные электротехнические решения. В этой статье говорится о том, что такое уравнивание потенциалов и как его достичь.

Что такое уравнение потенциалов

По правилам устройства электроустановок, уравниванием потенциалов называют понижение разности между доступными проводящими элементами.

Читайте также:  Что такое реле напряжения

Зачем необходима эта система? Для примера, можно взять ванную комнату. При включении стиральной машины в бытовую розетку энергия будет проходить сквозь ее электродвигатель и поступать обратно в цепь по нулевому кабелю. От кабеля делается отвод с целью заземления корпуса прибора, что необходимо для автоматического отключения агрегата в случае короткого замыкания, сбоев в работе или при наступлении иных нестандартных ситуаций.

Система уравнивания потенциалов в частном доме

Из-за того, что корпус устройства подсоединен к кабелю и энергия протекает через нулевой провод, возникает опасность прохождения тока от нуля через корпус машинки, что вызовет образование электрического потенциала.

Этот показатель можно определить, применив формулу:

Шина заземления

Принцип действия системы уравнения потенциалов

Данная система нормализует работу всех основных токопроводящих элементов в помещении, которые в состоянии покоя не имеют электрического потенциала и образуют общий контур с заземлением.

Например, в помещении имеется заземление для всех розеток. По сути, это снижает риск возникновения чрезвычайных ситуаций. Но при ремонте в соседнем помещении (квартире), мастер меняет канализационную трубу с чугуна на пластик. В таком случае между двумя трубами нет никакой связи. Если в соседнем помещении пробьет изоляцию в лампе, через мокрый пол в ванной комнате, то в ванне с водой потенциал вырастет до 100 вольт при отсутствии станции уравнителя.

Из-за того, что в канализационной трубе оказались пластиковые элементы, заземление исчезло и предохранитель не сработал.

Дополнительная система уравнивания потенциалов ПУЭ

Важно! Система потенциалов образуется в ванной комнате, что приводит к возможности поражения электрическим током во время соприкосновения с водой или влажной поверхностью.

Устройство системы уравнения потенциалов

Данная система состоит из следующих элементов:

  • Линия заземления (заземляющий прибор);
  • Контур заземляющего кабеля;
  • Нулевые защитные проводники;
  • Проводники уравнивания.

Внимание! Полный список конструктивных элементов прописан в п. 1.7.85 ПУЭ.

Основной заземляющий контур можно подключить внутри вводно-распределительного щитка или отдельно от него, при выполнении таких правил:

  • Размещение недалеко от защищаемого элемента, который дает доступ для ее использования и обязательную защиту от внешних механических повреждений;

Схема уравнивания потенциалов подземной КНС

  • Внутри щитков в роли ГЗШ нужно применять шину нулевого защитного кабеля РЕ, что позволяет не только подсоединить защиту для питающего элемента, но и выполнить роль подключения отдельных проводящих деталей и заземляющих приборов.

Обособлено размещенная шина подключает только входящие в ОСУП токопроводящие детали и элементы. Площадь сечения главной заземляющей шины должна быть больше площади сечения нулевого провода.
Основную ГЗШ производят из стали, иногда добавляя к ней медь и алюминий для лучшей проводимости.
К ней подсоединяется линия заземления и нулевые провода с защитой.

Металлические элементы и детали в помещении, а также систему вентиляции подключают к главной заземляющей шине по радиальной схеме, производя соединения каждой токопроводящей частицы отдельным кабелем уравнивания потенциалов, с возможностью выключения любого из них.

Схема ДСУП

Акт монтажа системы защиты трубопроводов

Данная бумага установленной формы – это исполнительный документ, в котором прописываются сроки и правила установки защиты для трубопроводов. При этом, для каждой комнаты или помещения составляются разные акты.

Например, для ванной комнаты, в документе указывается ответственное лицо, дата осмотра и установки защиты, заключение о состоянии трубопровода.

Также, устанавливается специальный щит для уравнивания потенциалов в частном доме или квартире.

Схема уравнения потенциалов

На схеме указывается, бытовой прибор, в котором показано направление контуров. Для примера можно взять стиральную машину. В графической схеме символически изображается ввод холодной и горячей воды, направление движения тока, розетка с заземлением и сам заземляющий кабель.

Важно! Составлять схемы и выполнять работу может только грамотный и опытный электромонтер. Если человек не имеет навыков в электрике, то неправильное подключение может вызвать короткое замыкание и пожар.

В заключении необходимо отметить, что без уравнения потенциалов даже самый маломощный прибор не сможет функционировать в соответствии с техникой безопасности. Он будет бить током, а также нести угрозу безопасности и целостности помещения.

Зачем нужна система уравнивания потенциалов?

Узнайте, какие бывают системы уравнивания потенциалов, из чего они состоят и для чего нужны!

Когда мы рассматривали, из-за чего в ванной комнате бьет током, то одним из важных моментов решения проблемы было создание специальной системы, которая будет уравнивать электрические потенциалы металлических объектов. Чаще всего в квартирах предусмотрен такой вариант защиты от поражения электрическим током, однако не всегда он работает, особенно в старых многоквартирных домах. Далее мы доходчиво расскажем, что такое система уравнивания потенциалов (СУП), какой она бывает и что не менее важно – как можно сделать защитный контур своими руками. Содержание:

  • Назначение
  • Разновидности
  • Выполняем монтаж

Назначение

Сначала поговорим о том, для чего нужна СУП в квартире. Дело в том, что все металлические предметы являются проводниками тока, что известно еще со школьного курса физики. В квартирах такими объектами являются трубы холодного и горячего водоснабжения, полотенцесушитель, водосток, система отопления, корпуса электроприборов и даже вентиляционные короба. Как Вы понимаете, металлические трубы и остальные общедомовые коммуникации связаны между собой. Если образуется разность электрических потенциалов между двумя металлическими объектами, к примеру, душевой кабиной и батареей отопления, то одновременное касание человеком двух объектов может быть крайне опасным. Связано это с тем, что тело выступит перемычкой между коммуникациями, и ток будет протекать через человека от объекта с большим потенциалом к тому, что меньше.

Читайте также:  Что такое номинальный ток электродвигателя

Типичный случай такой опасности, это возникновение разных потенциалов на водопроводной и канализационной трубе. Если утечка тока возникнет на трубах водоснабжения, когда Вы будете купаться в ванной, вероятность удара током будет крайне высока. Причина этому – слив воды и одновременное касание крана. Вода в этом случае станет проводником от канализации к водопроводным трубам, а Вы – этой перемычкой. Наглядно увидеть опасную ситуацию Вы можете на картинке ниже:

Чтобы избежать такой проблемы, как раз и нужна система уравнивания потенциалов в квартире.

Разновидности

Существует основная система уравнивания потенциалов (ОСУП) и дополнительная (ДСУП). Что касается первой, она считается главной и представляет собой контур, в котором объеденные следующие элементы:

  • заземлитель;
  • главная заземляющая шина (ГЗШ), которая находится на вводе в здание;
  • вся металлическая арматура жилой многоэтажки;
  • вентиляционные короба;
  • металлические водопроводные трубы (холодная и горячая вода);
  • элементы молниезащиты здания.

Когда все эти элементы объедены, про опасность возникновения разных потенциалов можно было не бояться в прошлые года, однако на сегодняшний день ситуация иная. Связано это с тем, что в последнее время владельцы квартир переходят с металлических труб отопления на пластиковые, а точнее – полипропиленовые. Как результат, пластик разрывает защитную цепочку и разность потенциалов может возникнуть между различными коммуникациями в ванной комнате, к примеру – водопроводом и полотенцесушителем.

Еще одна проблема использования только ОСУП – на большой протяженности коммуникаций (многоэтажные дома) электрический потенциал той же трубы на первом и десятом этаже будет существенно отличаться, что также является опасной ситуацией. Именно поэтому вместе с главной СУП создают еще дополнительную, индивидуально для каждой квартиры.

Дополнительная система уравнивания потенциалов находится в ванной комнате и объединяет следующие элементы:

  • корпус ванны либо душевой кабины;
  • полотенцесушитель;
  • водопроводные и газовые трубы;
  • канализация;
  • вентиляция, если в комнату выходит металлический короб;

Каждый объект системы должны быть подключен отдельным одножильным медным проводом, другой конец которого выводится в коробку уравнивания потенциалов (КУП), как показано на фото ниже:

Сразу же обращаем Ваше внимание на несколько требований, которые предъявляются к дополнительной системе уравнивания потенциалов согласно нормам и правилам ПУЭ:

  1. Запрещается подключать элементы ДСУП шлейфом.
  2. Категорически запрещено создавать дополнительную СУП, если в квартире нет заземляющего контура (заземление выполнено по системе TN-C).
  3. 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:

  1. Клеммная коробка со специальной медной шиной – ШДУП, как на фото ниже.
  2. Одножильный провод из меди, сечением 2,5; 4 и 6 мм 2 . Рекомендуется использовать провод ПВ-1 и ПВ-3.
  3. 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 степенью защиты IP 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 провести электропроводку в полу.

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!

Вот и все, что хотелось рассказать Вам о том, как сделать ДСУП в ванной своими руками. Надеемся, информация и схемы были понятными. Если у Вас возникли вопросы, можете задать их в комментариях, а также воспользоваться сервисом «Вопрос электрику»!

Будет интересно прочитать:

  • Как провести электропроводку в ванной комнате
  • Как бороться с низким напряжением в сети
  • Как сделать заземление в квартире

Нравится