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.

Читайте также:  Прибор для измерения петли фаза ноль

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:

  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.

Читайте также:  Разводка проводки в комнате

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

Система уравнивания потенциалов

Система уравнивания потенциалов необходима для того чтобы выполнить электробезопасность своего дома. Многие люди, наверное, слышали об этом, но не все знают, что это такое. В этой статье вы узнаете, как выполнить монтаж системы уравнивания потенциалов.

Система уравнивания потенциалов

Систему уравнивания потенциалов нельзя монтировать в домах, которые имеют систему заземления TN-C. Система уравнивания потенциалов (СУП) может иметь два вида, к которым относится:

  1. Основная система уравнивания потенциалов (ОСУП).
  2. Дополнительная система уравнивания потенциалов (ДСУП).

СУП предназначается для того, чтобы выполнить выравнивание потенциалов у всех проводящих частей здания:

  • Элементы здания.
  • Конструкции зданий.
  • Инженерные сети.
  • Системы молниезащиты.

Все соединения вам необходимо выполнять с помощью защитных проводников PE. Эти проводники смогут образовать «сетку» в здании. Эта сетка должна соединять все составные части с заземляющими устройствами. В случае попадания на проводящие части здания напряжения возникнет ток короткого замыкания, который в дальнейшем приведет к отключению поврежденного участка. Чтобы обезопасить свой дом, также можно выполнить систему заземления TT.

Основная система уравнивания потенциалов (ОСУП)

Эта система уравнивания потенциалов состоит из следующих элементов:

  • Контура заземления.
  • Главной заземляющей шины.
  • Сетки защитных проводников.
  • Проводников уравнивания потенциалов.

Главную заземляющую шину необходимо установить в вводном распределительном устройстве здания. К главной заземляющей шине вам необходимо будет подключить стальную полосу, которая будет идти от контура заземления.

К главной заземляющей шине вам также необходимо будет подключить:

  1. PEN проводник вводной линии.
  2. PE проводник.

Затем от главной заземляющей шины будут отходить PE проводники групповых линий электропроводки. Также от нее должны отходить PE проводники уравнивания потенциалов проводящих частей здания.

Важно знать. (ОСУП)

  • Нельзя соединять PE проводник и N проводник.

Соединение этих проводников, запрещено начиная с главной защищающей шины.

  • Схема соединения к заземляющим конструкциям.

Схема соединения к заземляющим конструкциям обязательно должна быть радиальной. Радиальная схема будет выполнена следующим образом: на заземляющую часть здания должен приходиться свой проводник уравнивания потенциалов.

Важно знать! Соединять проводники уравнивания потенциалов шлейфом запрещено.

  • Коммутационные аппараты защиты.

Помните, что в защитных цепях запрещается устанавливать коммутационные аппараты.

Дополнительная система уравнивания потенциалов

ДСУП необходима для того чтобы обеспечивать дополнительную защиту в помещениях с повышенной опасностью. Дополнительная система уравнивания потенциалов состоит из следующих элементов:

  1. Коробки уравнивания потенциалов.
  2. Проводников уравнивания потенциалов.

Для того чтобы осуществить монтаж ДСУП вам необходимо определиться с местом установки коробки уравнивания потенциалов.

Теперь вам необходимо будет соединить шину PE вводного электрического щитка и шину PE, которая располагается в КУП. Сделать это можно с помощью медного провода, который имеет сечение в 6 мм. Если вам будет интересно, тогда прочтите, что такое защита IP.

К третьему шагу относится то, что вам необходимо будет выполнить заземление всех металлических конструкций в ванной комнате:

  1. Отопление.
  2. Водопровод.
  3. Горячий водопровод.
  4. Ванная.

Защитные проводники от заземленных конструкций также необходимо подключить к шине PE. Крепление к трубам можно выполнить с помощью металлических хомутов. К дополнительному заземлению будут подлежать все розетки в ванной комнате. Защитные проводники обязательно должны иметь сечение кабеля от 2.5 до 6 мм.

После проведения монтажа системы уравнивания потенциалов вам обязательно необходимо пригласить специалистов, которые проведут следующие измерения:

  1. Измерение сопротивления заземления.
  2. Проверка наличия цепи между заземляющими конструкциями.

Как видите, выполнить монтаж системы уравнивания потенциалов самостоятельно достаточно просто.

Система уравнивания потенциалов. СУП и ДУП

Что такое уравнивание потенциалов

Если коротко, то уравнивание потенциалов это соединение токопроводящих элементов здания, чтобы не создать разность потенциалов в зоне одновременного прикосновения человеком разных металлических конструкций и корпусов. Разберемся подробнее.

Что такое потенциал и для чего его нужно выравнивать

Для того чтобы разобраться с системой уравнивания потенциалов давайте коротко вспомним, что такое электрический потенциал, а как следствие что такое электрический ток. Для примера возьмем любой электрический проводник. Например, электрический провод.

В «спокойном» состоянии любой проводник имеет равномерное распределение электронов, как положительных, так и отрицательных, по всей своей внутренней структуре.

Если подсоединить проводник к устройству, которое создает на одном своем полюсе недостаток электронов, а на другом полюсе их избыток, все электроны нашего проводника начнут направленное движение, чтобы выровнять этот недостаток и избыток. То есть прийти опять в «спокойный» режим. Такое направленное движение электронов и есть электрический ток, а создаваемый на полюсе проводника избыток или недостаток электронов называется отрицательным и положительным электрическим потенциалом

Разница электрических потенциалов на полюсах приводит к возникновению электрического тока. Если разница потенциалов не меняется и электроны двигаются в одном направлении, то ток называется постоянным. Если положительный и отрицательный потенциал часто меняются местами, то ток называется переменным. В наших электрических сетях потенциалы меняются с частотой 50 раз в секунду. Что и создает в наших электрических цепях переменный электрический ток с частотой 50 Герц.

Читайте также:  Тепловые реле для защиты электродвигателей

Немного вспомнив об электрическом токе, вернемся к системе уравнивания потенциалов

При рабочем режиме электрический ток «бегает» по проводнику находящемуся в изоляции от одного электрического потенциала к другому меняя направлении 50 раз в секунду. Все металлические изделия, которыми напичкано наше жилье, да и любое другое помещение и по которым не должен протекать ток имеют в идеале нулевой электрический потенциал.

Таких потенциальных проводников в помещениях и зданиях много. В стены вмурована железная арматура, в систему водоснабжения обязательно входят металлические водопроводные трубы. Системы вентиляции, кондиционирования, молнезащиты, отопления также включают металлические конструкции. Да и сама бытовая техника, работающая от электричества, имеет металлические элементы конструкции.Но это в идеале.

Предположим, что где-то в соседней квартире в результате аварии токоведущий провод коснулся батареи отопления. Ток «растекся» по всей системе отопления и изменил электрический потенциал на вашей батареи.

Что может произойти дальше?

1. Вы находитесь на полу или в обуви, которые не проводит электрический ток. Ничего не будет. Вас ток не ударит.

2. Вы находитесь на заземленном полу. Удар тока неизбежен. Для защиты от такого поражения служит устройство защитного отключения (УЗО).

3. Вы находитесь на непроводящем полу и при этом касаетесь одновременно батареи под напряжением и рядом проходящей трубы. Труба и батарея находятся с разными электрическими потенциалами, и ток благополучно потечет через вас. Удар тока неизбежен.

Вот для защиты от последнего поражения электрическим током защищает система уравнивания потенциалов.

Если соединить все металлические конструкции и изделия в помещении, которые не должны быть под напряжением, то в случае аварии все они будут находиться под одинаковым потенциалом. И даже если на всех трубах в квартире будет 220 вольт, вас током не ударит. Правда, при одном условии: вы должны стоять на изолированной поверхности.

Для визуального примера вспомните птичек сидящих на высоковольтных неизолированных линиях электропередач.

Обязательное условие для монтажа системы уравнивания потенциалов

Важно! Обязательно перед монтажом системы уравнивания потенциалов (СУП), нужно выяснить, по какой системе сделано ли в доме заземление. Если по системе TN-C, то делать систему уравнивания потенциалов нельзя! Это опасно для жизни всех ваших соседей, которые не сделали СУП.

Система заземления TN-Cпредполагает объединение нулевого рабочего проводника(N) и защитного проводника(PE) в одном проводе. Подробно о системах заземления читайте в статье: Системы питания, системы заземления

Система уравнивания потенциалов (СУП)

Соединение на входе в здание нижеперечисленных проводящих элементов называется главной системой уравнивания потенциалов. Соединяются они на входе в здание, во вводном распределительном устройстве (ВРУ) или рядом с ним:

  • Магистральный защитный проводник(PEили PEN проводники);
  • Магистральный заземляющий проводник;
  • Стальные коммуникационные трубы в здании и между зданиями (холодный и горячий водопровод. газ, отопление, канализация);
  • Все металлические части строительных конструкций, централизованные системы вентиляции и кондиционирования, а также молниезащиты

Соединяются они на специальной главной заземляющей шине (ГЗШ) или зажиме.

Система дополнительного уравнивания потенциалов (ДУП)

Система дополнительного уравнивания потенциалов объединяет, одновременно доступные к прикосновению, открытые токопроводящие части, сторонние проводящие части, а также нулевые защитные проводники всего оборудования, включая штепсельные розетки.

Делается система дополнительного уравнивания потенциалов (ДУП) в зонах с опасной окружающей средой.

Система дополнительного уравнивания потенциалов (ДУП) обязательна для ванных комнат. Если в системе нет оборудования с подключенными нулевыми защитными проводниками к системе уравнивания потенциалов, то дополнительную систему уравнивания потенциалов нужно подключить к проводнику PE зажима на вводе.

Важно! Система уравнивания потенциалов в ванной, а также саунах и банях является дополнительной системой (ДУП), именно дополняющей основную систему уравнивания потенциалов (СУП). Устраивать в этих помещениях местную систему уравнивания потенциалов, не связанную с общей системой уравнивания потенциалов Запрещено!

Как устроить систему дополнительного уравнивания потенциалов в ванной (ДУП)

Коротко. Чтобы устроить систему дополнительного уравнивания потенциалов в ванной нужно в распределительном сантехническом шкафу установить пластиковую электромонтажную распределительную коробку с клемником. Называют ее коробка дополнительного уравнивания потенциалов, КДУП или КУП. Размер коробки стандартный.

От шины PE (заземляющий/зануляющий проводник) расположенной в квартирном щитке проложить медный провод марки ПВ3-1х6 мм 2 до коробки дополнительного уравнивания потенциалов (КУП). От шины, установленной в КДУП отдельными проводами ПВ3-1х2,5 мм 2 соединяем все, что нужно объединить в системе дополнительного уравнивания потенциалов. Пример на рисунке ниже. Провода уравнивания потенциалов прокладываются в гофре.

Нормативные документы, регламентирующие устройство СУП и ДУП

Любое помещение, офис, больница, производство или жилое здание, должны быть спроектированы на основе следующих стандартов, норм и правил:

  • ГОСТ 13109-97 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения;
  • ГОСТ Р. 50571.1-93 Электроустановки зданий. Основные положения;
  • ГОСТ Р. 50571.2-94 Электроустановки зданий. Основные характеристики;
  • Правила устройства электроустановок (ПУЭ изд.7).Пункты: 1.782;1.7.83;1.7.87;1.7.88. Рисунок:1.7.7.