зачем нужно выравнивание потенциалов
Для чего нужно выравнивание потенциалов
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.
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:
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:
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:
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:
Система уравнивания потенциалов: схемы, требования, соответствие правилам ПУЭ
Системы уравнивания потенциалов и правила ПУЭ: что подключать к основным и дополнительным СУП, где нужны эти системы, а где их создание несет угрозу для жизни.
При взгляде на оголенную проводку чувство опасности возникает у большинства из нас. Но это очевидный фактор, который невозможно игнорировать. К сожалению, опасность, исходящая от бытовой энергосистемы, может не проявлять себя так наглядно, однако меньше от этого она не становится.
Серьезную опасность для человека представляет разница потенциалов на различных токопроводящих поверхностях, расположенных в жилом пространстве дома или квартиры. Там где есть разность потенциалов, может возникнуть электрический ток с опасным для жизни напряжением. Для этого достаточно соединить поверхности проводником. Если таким проводником, по роковой случайности, станет человеческое тело, последствия могут быть фатальны. Избежать их помогают системы уравнивания потенциалов, и сегодня вы узнаете:
Система уравнивания потенциалов: что это такое и каковы ее функции
Во внутреннем пространстве жилых помещений расположено большое количество поверхностей, предметов, а также инженерных коммуникаций, которые по своим физическим характеристикам являются проводниками электрического тока. Это всевозможные отопительные приборы, соединенные металлическими трубами, газопроводные коммуникации, полотенцесушители и даже элементы строительных конструкций, обладающие хорошей проводимостью.
При обычных условиях поверхность перечисленных систем и элементов обладает нулевым электрическим потенциалом, а прикосновение к ней совершенно безвредно в плане электробезопасности. Но в случае возникновения аварийных ситуаций, обусловленных техногенными факторами, возможен «занос» электричества на токопроводящие поверхности. Так, электрический потенциал на токопроводящих поверхностях, возникающий в момент повреждения изоляции обычной электропроводки, может превышать сотню вольт. Представим ситуацию: человек одной рукой опирается на корпус стиральной машины, обладающий нулевым потенциалом, но имеющий контакт с заземлением, а другой рукой прикасается к полотенцесушителю, на который в результате аварии занесен электрический потенциал. В конечном итоге его тело превратится в проводник, который соединяет фазу с землей. Поражение электрическим током в данной ситуации неизбежно.
Система уравнивания потенциалов объединяет между собой потенциально опасные токопроводящие элементы здания и подключает их к контуру заземления через главную заземляющую шину (ГЗШ). После этого все поверхности в помещении, имеющие хорошую проводимость, становятся нейтральны по отношению друг к другу в плане разницы потенциалов.
В чем же тогда отличие стандартной системы заземления от системы уравнивания потенциалов, если обе системы подключаются к заземляющему контуру? Ответ прост: система заземления объединяет исключительно элементы электроустановки (бытовые электроприборы, электрическую проводку), защищая их поверхности от появления напряжения, которого не должно быть в штатных условиях эксплуатации. СУП же позволяет нивелировать разницу потенциалов между токопроводящими элементами инфраструктуры здания (трубы инженерных коммуникаций, металлические части строительных конструкций и т. д.), которые не являются частью действующей электроустановки.
В актуализированной редакции правил ПУЭ фигурируют два созвучных определения «уравнивание потенциалов» и «выравнивание потенциалов». Из них вытекает, что системы уравнивания потенциалов и системы выравнивания потенциалов выполняют разные функции. Это принципиально важный момент:
В соответствии с пунктом 1.7.33 правил ПУЭ выравнивание потенциалов обеспечивается прокладкой защитных проводников, а также специальных конструкций (например, металлических сеток) в земле или полу с их последующим подключением к заземляющему контуру.
Также выравнивание потенциалов достигается применением специальных покрытий. Системы выравнивания потенциалов в обязательном порядке входят в состав электроустановок только в том случае, если речь идет об обеспечении электробезопасности в помещениях, которые предназначены для содержания животных. В остальных случаях такие системы применяются в качестве дополнения к общей стратегии электробезопасности.
Основные и дополнительные системы уравнивания потенциалов
Таким образом, владельцам частных домов и жителям многоквартирных объектов необходимо сосредоточиться на создании систем уравнивания потенциалов. Конкретно о том, как должны выглядеть эти системы, в правилах ПУЭ не говорится. Специфика их организации зависит от типов помещений, от особенностей электроустановок и от прочих факторов. В ПУЭ она прописывается в виде перечня защитных мер, то есть, в виде пунктов, подлежащих обязательному выполнению. Это вызывает определенные трудности, связанные с построением СУП. Попробуем их разрешить.
Для начала разберемся в том, какие бывают виды систем уравнивания потенциалов. Собственникам жилых объектов достаточно позаботиться о создании основных и дополнительных систем СУП, если таковых еще нет в наличии.
В соответствии с пунктом 7.1.87 ПУЭ основная система (ОСУП) должна объединять следующие токопроводящие элементы:
Если газопровод оснащен изолирующей вставкой, расположенной на вводе, к СУП присоединяется только та его часть, которая расположена со стороны здания относительно изолирующей вставки (п. 1.7.82. ПУЭ).
В данный список необходимо включить элементы, о которых многие владельцы жилых помещений попросту забывают. Это: металлический профиль для гипсокартона, металлические оболочки бронированного кабеля, металлопластиковые рамы оконных систем (если на них имеются открытые токопроводящие поверхности), арматурные сетки, залитые в стяжку, а также металлические двери и дверные коробки.
Перечень подключаемых элементов и строительных конструкций регламентируется п. 1.7.82 ПУЭ.
Системы, вводимые в здание извне, необходимо подключать к СУП в точке, которая расположена в максимальной близости от точки их ввода.
Объединение перечисленных элементов в систему СУП чаще всего производится в точке на вводе в здание (внутри вводно-распределительного щитка). Все проводники системы подводятся к шине уравнивания потенциалов, совмещенной с главной заземляющей шиной.
В систему уравнивания потенциалов запрещено встраивать коммутационные и размыкающие устройства, выключатели и плавкие предохранители.
Иногда шину уравнивания потенциалов устанавливают вблизи защищаемого объекта (вне вводного распределительного устройства). В этом случае необходимо оградить шину от случайных прикосновений, а также обеспечить к ней доступ для выполнения сервисных мероприятий.
Подключение каждого элемента к шине уравнивания потенциалов осуществляется исключительно по радиальной схеме (каждый элемент системы соеиняется с шиной выравнивания потенциалов отдельным проводником). Применение последовательного соединения недопустимо, ведь в случае обрыва защитного проводника часть элементов системы автоматически отключится от СУП.
В результате мы получаем схему, по которой создается основная система уравнивания потенциалов (ОСУП).
Необходима ли система уравнивания потенциалов в частном доме? Пункты 1.7.78, а также 7.1.87 ПУЭ отвечают на этот вопрос недвусмысленно: необходима – независимо от уровня сложности электроустановки, а также от наличия/отсутствия других систем защиты. Но эти требования действуют по отношению к жилым объектам, в которых смонтированы современные системы заземления (TN-C-S, TT и т.д.). В домах которые не подключены к обособленному заземляющему контуру, системы уравнивания не создаются. К этому вопросу мы еще вернемся.
Дополнительная система уравнивания потенциалов
Все те же правила ПУЭ предписывают по ходу передачи электроэнергии повторно подключать к главной шине уравнивания потенциалов помещения, которые наиболее уязвимы с точки зрения электробезопасности. Делается это путем создания дополнительных систем уравнивания потенциалов (ДСУП).
Обязательно создаются дополнительные системы уравнивания потенциалов в ванных комнатах и душевых помещениях. Они объединяют токопроводящие конструкции (в том числе и открытые поверхности стационарного электрооборудования), к которым человек может прикоснуться одновременно, а также проводящие элементы, которые выходят за пределы этих помещений.
Какое существует нормирование дополнительных систем уравнивания потенциалов и какие элементы необходимо подключать к ДСУП? Об этом говорится в пунктах 1.7.83 и 7.1.88 ПУЭ. К основной системе каждая ДСУП подключается через отдельную коробку уравнивания потенциалов (КУП).
Иванов Костя Участник FORUMHOUSE
Если Вы в ванной ставите коробку, то к ней присоединяются только те металлические поверхности, к которым человек может прикоснуться одновременно. Например, стальная ванна, полотенцесушитель, стиральная машина и т. д. Находясь в ванной, человек может легко одной рукой взяться за ванну, а другой рукой в это время вытаскивать белье из стиральной машины. Если же стиральная или посудомойная машина находится в другом помещении, т. е. на кухне, то они не присоединяются к КУП ванной. Для них делается другая коробка уравнивания потенциалов – на кухне, а уже к этой коробке присоединяется и стиральная машина, и посудомойная, и раковина, и духовой шкаф и т. д.
Важно! ДСУП нельзя монтировать в помещениях, имеющих объединенный функциональный и защитный нулевой проводник. Речь идет об устаревшей системе заземления TN-C, которая до сих пор функционирует в некоторых домах и квартирах.
rvit34 Участник FORUMHOUSE
То есть, если у вас многоквартирный дом старой постройки, в котором отсутствует собственый контур заземления. Если его заземление базируется на объединенном нулевом функциональном и нулевом защитном проводнике (неразделенном PEN-проводнике), систему ДСУП создавать запрещено. Ведь по сути система уравнивания потенциалов в квартире многоквартирного дома основывается на одной или нескольких ДСУП (СУП в многоквартирном доме общая для всех и создается на вводе в дом). Это требование противоречит пунктам 1.7.78 и 7.1.87 (ПУЭ). Но все объяснимо: актуализированная редакция ПУЭ не рассматривает электроустановки, созданые по устаревшим тандартам.
Данный запрет на создание уравнивания потенциалов распорстраняется и на частные дома. Прежде чем приступить к созданию СУП и ДСУП в домах со старой проводкой, которая небезопасна сама по себе, целесообразно модернизировать систему заземления хотя бы до схемы TN-C-S.
Система потенциалов в здании многоквартирного и частного дома
Создание системы СУП в многоквартирном доме сопряжено с определенными трудностями. Во-первых, ВРУ, в котором установлена ГЗШ, расположено в специальном помещении (в подвале или в щитовой). Доступ к нему для посторонних лиц, как водится, закрыт.
Но это проблема, которую при наличии согласованного проекта электроснабжения с разработанной СУП, можно успешно решить. Гораздо важнее другое обстоятельство: очень трудно выяснить, как и по каким принципам устроено заземление в том или ином многоквартирном доме. Не всегда понятно – есть ли в нем элементы, отвечающие за уравнивание потенциалов (шины, проложенные по периметру фундамента, шины системы защиты от грозовых перенапряжений и т. д.).
Иванов Костя Участник FORUMHOUSE
Представим ситуацию: у соседа снизу/сверху в стиральной машине пробило ТЭН. У него нет УЗО, следовательно, его электричество попало в воду холодного стояка. Благодаря Вашей СУП электричество распространилось на другие стояки в доме и на газовую трубу. Поэтому, когда задаете вопрос, связанный с многоквартирным домом, то обязательно надо уточнять особенности самого здания. Есть ли в здании заземление вообще, есть ли у жителей УЗО и так далее.
Но как быть на самом деле? Где искать нужную информацию? Ответ дает «Технический циркуляр № 6/2004 о выполнении СУП на вводе в здание». Это еще один нормативный документ, который разъясняет технические особенности создания систем уравнивания потенциалов. В главе №11 документа сказано, что указания и рекомендации по созданию СУП на вводе в здание должны содержаться в проектной документации на электроустановку.
Следовательно, чтобы не было вопросов, заказывайте разработку проекта, который будет содержать сведения о СУП (если такого проекта еще нет в наличии), согласовывайте его в соответствующих ведомствах и только после этого приступайте к реализации. Убедившись, что СУП в доме создана и функционирует, можно создавать дополниительные ДСУП в своей квартире.
В частном доме подключение СУП к основной шине выглядит несколько проще: главная заземляющая шина, совмещенная с основной шиной уравнивания потенциалов, подключается к заземляющему контуру. При этом открытые токопроводящие элементы, конструктивно не относящиеся к электроустановке, но предусмотренные правилами ПУЭ, по радиальной схеме подключаются к основной шине уравнивания потенциалов.
Мы рассказали о теоретических аспектах создания основных и дополнительных СУП, а также перечислили пункты нормативных регламентов, на которые следует ориентироваться при их создании. О нормировании проводников для систем уравнивания потенциалов, а также о технических решениях, позволяющих реализовывать основные и дополнительные СУП на практике, читайте во второй части статьи. Проще говоря, следите за обновлениями на FORUMHOUSE.
О том, как пользователи портала решают проблему создания СУП и ДСУП в своих жилых помещениях, вы сможете узнать из соответствующего раздела на форуме. Чем отличаются между собой современные системы заземления, чтобы ничего не напутать, читайте в нашей статье. И обязательно найдите время, чтобы посмотреть, как создаются комфортные и безопасные бани с электрическим отоплением.
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.
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
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:
Создание системы дополнительного уравнивания потенциалов (ДУП)
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.