Что такое уравнивание потенциалов? Вводная информация. Дополнительная система уравнивания потенциалов Система уравнивания потенциалов в многоквартирном доме

Мы постоянно сталкиваемся в своем доме, в офисе и производственных помещениях с электроприборами, которые представляют собой проводники электрического тока. Это могут быть батареи центрального отопления, газовые плиты, ванны, трубы и т.п. Такие проводники имеет электрический потенциал различной величины с довольно высоким значением.

О разности потенциалов

Если величина потенциалов у токопроводящих предметов в помещении различается, то между ними возникает напряжение (разность потенциалов), что представляет большую опасность поражения током для человека. Особенно важно это учитывать при подключении приборов в помещениях с повышенной влажностью (санитарных комнатах, душевых).

Разность электрических потенциалов у бытовых приборов и труб в квартире может появиться в результате:

• утечки тока из-за повреждения изоляции проводов;
• неправильного подключения электрооборудования;
• неисправных электроприборов;
• проявления статического электричества;
• возникновения блуждающих токов системы заземления.

Чтобы не допустить ситуации возникновения разности потенциалов в помещении, осуществляется система уравнивания потенциалов (СУП) – параллельное соединение всех металлоконструкций, находящихся в доме. Основой СУП является объединение токопроводящих объектов в единый контур.

В здании предусматривается установка одновременно основного контура заземления и дополнительных систем уравнивания потенциалов в соответствии с требованиями современных правил и норм строительства. Основная система включает в себя металлические конструкции строения: арматуру, короба вентиляции, трубы, детали и элементы лифтов и молниезащиты.

Инженерные коммуникации имеют довольно значительную протяженность, что увеличивает сопротивление проводников. В этом случае электрический потенциал металлических труб на последних этажах высотного здания намного больше, чем у трубопровода на первых этажах.

Кроме того, в последнее время металлические трубы начинают заменять на пластиковые . Таким образом батареи и полотенцесушители, которые сделаны из металла, лишаются защиты, так как пластик не является проводником и не имеет связи с заземляющей шиной. Поэтому для решения подобных проблем и устанавливается дополнительная система уравнивания потенциалов (ДСУП).

Коробки уравнивания потенциалов

Коробка уравнивания потенциалов (КУП) – это один из элементов системы защиты людей от опасности поражения электричеством. Устройство применяется при организации ДСУП в помещении (офисе, квартире, доме и т.д.).

Существуют различные виды КУП в зависимости от конструкции здания:

• в полые стены;
• в сплошные стены;
• открытой установки.

Виды монтажа

Монтаж КУП для металлических труб

КУП представляет собой пластиковый корпус, где помещается внутренняя шина – важнейшая часть заземляющего устройства. Она соединяет проводники с металлическими трубами горячего и холодного водоснабжения, газоснабжения, канализации, отопления, а также электроприборами, находящихся в помещении. К коробке подключают заземляющие провода от розеток и включателей. От внутренней шины отводят проводник до квартирного щитка, через который происходит подключение к главной заземляющей шине, находящейся на вводе здания.

Монтаж КУП для пластиковых труб

При установке пластиковых труб в СУП подсоединяются металлические краны и смесители. Также металлопластиковые трубы могут иметь диэлектрические вставки, которые подключают к основному контору.

Система обеспечивает одинаковый потенциал всех металлических элементов в здании. В случае возникновения напряжения на каком-либо объекте, оно переместится через заземляющий проводник к общему контуру.

Распределительную коробку устанавливают таким образом, чтобы она не нарушала интерьер помещения. При установке систем необходимо придерживаться определенных правил:

СУП создают в процессе строительства дома. Если в старых постройках она отсутствует, то в целях электробезопасности проводится монтаж такого оборудования. Для того чтобы эффективно и безопасно провести монтаж КУП предварительно изучается система заземления здания.

В некоторых случаях проводить установку КУП запрещается . Так, если в подъезде схему заземления установили без заземляющего проводника, то уравнивание потенциалов делать нельзя. Поэтому подобную работу необходимо поручать только специалистам.

Наша жизнь невозможна уже без электричества. И сейчас даже сложно представить, как наши далекие предки обходились без этой нужной и в то же время опасной энергии. Электрические провода тянутся к каждому дому, обеспечивая работу различных бытовых приборов. Однако вместе с ними прокладываются и разные не менее нужные коммуникации из металла: трубы, металлорукава, короба вентиляции прочее. В квартирах тоже есть немало металлических изделий. Таким образом, существует вероятность поражения током. А чтобы этого не произошло, используется такая система как уравнивание потенциала.

Что это такое, так ли уж она необходима или можно обойтись без нее, мы узнаем из данной статьи. Ведь не каждый знаком с таким понятием, а между тем, это важный момент, от которого зависит жизнь и безопасность каждого из нас.

Немного уроков физики

Как мы помним еще со школьной скамьи, а в частности из уроков физики, любой проводник имеет электрический потенциал, который сам по себе не представляет опасности. Угроза таится как раз в разности потенциалов между разными изделиями, как правило, из металла. С повышением этой разницы увеличивается и риск поражения электричеством.

Для понимания того, что именно представляет собой уравнивание потенциала, можно привести такой пример. Металлическая поверхность холодильника имеет свой потенциал, он безопасен. У водопроводной трубы, которая может находиться поблизости, тоже есть свое потенциальное значение. И тут главное - насколько потенциал холодильника превышает потенциал трубы. А как еще мы помним, разница потенциалов - это и есть напряжение. И случайное касание этих объектов может представлять серьезную опасность. Человеческое тело в этом случае выступает в роли перемычки на пути следования от большего потенциала к меньшему. Стоит заметить, что все трубы и общедомовые системы коммуникации имеют между собой тесную связь.

Кто-то может возразить, сказав, что величина этого напряжения не опасна для человека, так как к рассматриваемым объектам не подается фаза. В действительности бывают случаи, когда даже обычный вентиляционный короб может обзавестись опасным электрическим потенциалом. И тут мы плавно переходим к термину уравнивания потенциала, о чем речь далее.

Что означает термин СУП?

Под этим определением понимается специальное соединение металлических конструкций, проводящих ток таким образом, что между ними не создается разности потенциалов. И, как следствие, риск поражения током также отсутствует. Разность потенциалов возникает на фоне разных явлений:

• атмосферные перенапряжения;
• блуждающий ток;
• статическое напряжение;
• циркулирующий ток заземления.

Однако утечка тока из электропроводки по металлическим конструкциям, которых в доме полно, наиболее опасна. Через корпуса бытовых приборов тоже может проскочить потенциал.

Иными словами, если между всеми изделиями, поверхностями или конструкциями имеется соединение, то у них у всех одинаковый электрический потенциал. А раз отсутствует разница потенциалов, то и напряжения не возникнет.

Необходимая мера

Система уравнивания потенциалов создана не из прихоти, а является необходимой мерой, поскольку речь идет о жизни и безопасности людей. В особенности, когда речь заходит об обеспечении защиты от поражения током в жилых зданиях. Повышенное внимание в ходе электромонтажных работ уделяется всем имеющимся металлическим соединениям. Большой риск несет ванна и трубопроводы.

Иногда на канализационных и водопроводных трубах появляются разные потенциалы. В этом случае любой может получить разряд тока, просто притронувшись к крану. Однако это возможно лишь тогда, когда эти трубы выступают в качестве заземлителя или нулевого проводника.

Необходимость такой защитной меры вызвана и тем фактом, что большинство жилых домов содержит немалое количество потенциальных проводников. Это арматура, вмурованная в стены для жесткости. Помимо системы водоснабжения и отопления, как правило, с металлическими трубами, существуют еще и системы кондиционирования, вентиляции, молниезащиты. То есть уравнивание потенциала - это скорее необходимая мера.

Шина заземления

Одной только системой СУП не обойтись, так как могут возникнуть разные непредвиденные обстоятельства. А между тем, электроэнергию нужно безопасно отводить в любой момент времени. А для этого все токопроводящие объекты и элементы объединяет шина заземления, которая обычно устанавливается на подходе к зданию. И в качестве дополнительной меры к шине подводится проводник, идущий от PE электрощита.

Что это дает и что будет, если этим пренебречь? К примеру, в электропроводке случился пробой изоляции, также не исключено появление фазы на корпусе стиральной машины. Тогда, стоя на земле, можно получить удар током, причем не только при соприкосновении с металлическими предметами, но и с теми, которые не проводят электричество.

Получается, что создается целая электрическая цепь, по которой ток устремляется в землю, но перед этим проходит через тело человека. Благодаря системе уравнивания потенциалов все приборы и предметы соединены с заземляющей шиной PE электрощита, энергия тока устремляется по проводнику с наименьшим сопротивлением. А по телу человека же пройдет безопасный ток.

Ванная - помещение повышенного риска

Ванная комната, в силу практически постоянного повышенного уровня влажности, относится к опасному типу помещений с точки зрения электробезопасности. К тому же именно здесь проходит большая часть металлических труб. Как раз в этом помещении или в непосредственной близости к нему ставится коробка, а в ней заземляющая шина. При помощи болтиков к ней крепятся проводники, которые соединяют все токопроводящие объекты помещения.

При этом следует иметь в виду, что от каждого металлического предмета или токопроводящей поверхности должен идти только один проводник. Соединять все предметы нужно общим проводом в целях экономии. В качестве исключения можно сделать контур заземления в частном доме, в котором одно последовательное соединения, но без разрыва проводника.

Также при помощи отдельных проводов нужно соединять все имеющиеся розетки в помещении. Если дверь в ванной металлическая, что улучшает дизайн, необходимо заземлить отдельным проводником дверную коробку.

В большинстве случаев коробка с шиной устанавливается в месте санузла, где скопление труб. Обычно многими жильцами эта область зашивается, чтобы скрыть неприглядный вид от глаз. А для доступа предусмотрена дверца.

Старое - не всегда безопасное

В старые времена, когда еще существовал СССР, большое распространение получила система заземления вида TN-C. Сталинки, брежневки, хрущевки - все эти дома оборудовались именно этой системой, которая защищала жильцов от случайного удара током. В ней защитный и рабочий провода объединены в единый проводник, носящий название PEN. Он, в свою очередь, соединялся с распределительным устройством здания. Монтаж системы проводился в соответствии с правилами устройства электроустановок уравнивания потенциалов (ПУЭ) того времени.

Что в ней было хорошего? Прежде всего - простота работ и дешевизна. Система обеспечивает надежную защиту от сверхтоков. При необходимости задействуются автоматические выключатели. Однако присутствует существенный недостаток - это отсутствие отдельного заземляющего проводника. Этот факт ставит под сомнение ее использование в многоквартирных жилых домах.

Такой тип заземления может быть опасен в случае однофазной электропроводки, так как зачастую она возгорается. Но куда большую опасность таит в себе обрыв PEN провода или как его еще называют - отгорание нуля. Это означает, что на корпусе электробытовых приборов может появиться фаза, что не есть хорошо. Обычно это случается когда потребления тока значительно превышает нормы.

В настоящее время такой контур заземления в частных домах уже не используется. То же самое можно сказать про строительство новых зданий - система TN-C уже утратила свою актуальность. Объясняется это тем, что современные бытовые приборы существенно прибавили в мощности. Кроме того, при наличии данного типа заземления запрещается проводить монтаж СУП.

Разновидности

Существует всего две разновидности СУП:

1. ОСУП;
2. ДСУП.

При этом первая считается главной, а вторая является дополнительной мерой. Также они имеют различия, но в качестве идеального варианта лучше использовать их обе. Разберем почему.

Система ОСУП

В современном строительстве система ОСУП предусмотрена еще на стадии проектирования зданий, а ее монтаж производится до того, как поселятся жильцы. Частью системы являются:

• заземляющий контур;
• проводники ОСУП;
• защитные PE проводники;
• главная заземляющая шина.

Главная задача данной системы заключается в обеспечении защиты здания от проникновения электричества по любым токопроводящим путям. Это могут быть трубопроводы инженерных коммуникаций, металлическая пожарная лестница и прочие объекты. При попадании на них высокого потенциала от внешнего источника, благодаря ОСУП он будет тут же перенаправлен в землю.

Система успешно работает с несколькими типами заземления:

• TN-C-S;
• TN-S;

Производя монтаж, следует помнить, что соединение проводников типа PE (защитный) и N (рабочий ноль) категорически недопустимо. Также категорически запрещается соединение при использовании шлейфов. Кроме того, нельзя включать в цепь коммутационные аппараты.

Система ДСУП

Если у системы ОСУП задача заключается в обеспечении электрической безопасности всего дома, то монтаж системы уравнивания потенциалов ДСУП сужает область действия до какого-либо конкретного помещения. Зачастую это ванная.

Обычно в ней нет необходимости, так как ОСУП прекрасно обеспечивает защитные функции. Но как только жильцы начинают что-либо переделывать, нарушая целостность проекта дома, то здесь просто не обойтись без ДСУП. Многие хозяева квартир меняют металлические трубопроводы на пластиковые. Такая вынужденная мера, с одной стороны, обоснована, но с другой - появляется проблема. Все электрически связи, которые были предусмотрены строителями, разрываются. А это уже повышает риск получить электротравму.

Помимо ванной комнаты, на кухне тоже может быть электрооборудование повышенной опасности. Состоит данная система из следующих элементов:

• коробка уравнивания потенциалов (куп);
• соединительные проводники.

Согласно физическим законам, электрический потенциал имеет свойство меняться на длинном проводнике. То есть на вводном участке трубы он одного значения, а на 9 или даже 15 этаже у него уже другое значение. Причем разница может быть существенной.

Проведение монтажа ДСУП

Перед тем как проводить монтаж СУП, первым делом необходимо выяснить, какая система заземления используется в здании. Если TN-C, то проводить работы ни в коем случае нельзя! Такой шаг может представлять серьезную угрозу для соседей, у которых нет СУП.

Перед самими работами нужно убедиться в наличии:

• клеммной коробки (КДУП или КУП) - для ванной лучше с защитой IP54 и более;
• медного одножильного провода сечением не менее 6 мм;
• защитных проводов;
• крепежных элементов (хомуты, болты и прочее).

После желательно составить схему, на которой указать соединение всех элементов цепи, включая путь проводника от коробки КУП до главной заземляющей шины электрощита. А чтобы дополнительная система уравнивания потенциалов хорошо работала, нужно хорошо зачистить область контакта под хомуты.

Следующим шагом будет установка монтажной коробки в удобное место. Затем последует соединение PE проводника, который обычно подводится к щитку от наружного заземляющего контура, с шиной коробки при помощи заготовленного медного провода. После этого она соединяется посредством отдельных проводов с каждым токопроводящим элементом, согласно составленной схеме.

При этом если есть участки, где проводники основной системы уравнивания потенциалов не получат механического повреждения, то можно использовать небольшое сечение - 2,5 мм, в иных случаях лучше выбирать провод чуть толще (4 или 6 мм).

Завершающий этап

После монтажа системы ДСУП нужно обязательно провести замеры с целью проверки ее работоспособности во избежание несчастных случаев. Для этого потребуется вызвать электрика или заказать соответствующую услугу у специалистов электротехнической лаборатории.

В наших квартирах и домах, производственных помещениях и офисах, где мы работаем, полным-полно металлических корпусов и конструкций, во время одновременного прикосновения к которым человек может попасть в зону разности потенциалов. Чтобы такого не произошло потенциалы надо уравнять. Как это сделать практически? Соединить все имеющиеся в здании токопроводящие элементы. Такая система уравнивания потенциалов (СУП) создаёт безопасную для человека среду. Одним из элементов СУП является коробка уравнивания потенциалов (КУП).

Об этих СУП и КУП поговорим более подробно, но сначала рассмотрим на практических примерах, что представляет собой разность потенциалов в обычных квартирах и откуда она появляется.

Причины

Все мы учили физику и помним, что потенциал сам по себе опасности абсолютно никакой не представляет. Опасаться надо разности потенциалов.

В квартирах разность потенциалов у труб и бытовых электроприборов может возникнуть вследствие следующих обстоятельств:

1. Повредилась изоляция провода, и происходит утечка тока.
2. В системе заземления возникли блуждающие токи.
3. Схема подключения электрического оборудования выполнена неправильно.
4. Проявляется статическое электричество.
5. Электрические приборы неисправны.

Опасность

Помните со школы? Любой металлический предмет проводит электрический ток. В наших домах подобные предметы повсюду. Это – трубы центральной отопительной системы, холодного и горячего водопровода; батареи и полотенцесушитель; короб вентиляции и водосток; металлический корпус любого электроприбора.

В общедомовых коммуникациях металлические трубы между собой взаимосвязаны. Рассмотрим простой пример. У нас есть ванная комната, в которой рядом расположены батарея отопления и душевая кабинка. Если вдруг между этими двумя элементами возникает разность потенциалов, а человек в одно время прикоснётся и к батарее, и к душевой кабинке, будет крайне опасно в плане поражения током. В данном случае тело человека сыграет роль перемычки, по которой потечёт электрический ток. Путь его протекания нам известен из законов физики – от потенциала с большим значением к меньшему.

Ещё один типичный пример, если разные потенциалы возникают на трубах водопровода и канализации. Когда на водопроводной трубе появляется токовая утечка, есть вероятность поражения человека во время купания в ванной. Это произойдёт в том случае, если человек стоит в ванной с водой, при этом открывает слив и касается рукой водопроводного крана. Чтобы подобных проблем не возникало, необходимо уравнивание потенциалов.

Ситуация, когда на трубах в жилом доме присутствует напряжение, показана в этом видео:

Виды

Для того чтобы уравнивать потенциалы существует две системы, о каждой из них мы поговорим более подробно.

Уравнивание основное

Главной считается основная система уравнивания потенциалов, в сокращённом виде она называется ОСУП. По сути, эта система представляет собою контур, объединяющий несколько элементов:

• наиболее важный – главную заземляющую шину (ГЗШ), именно на ней соединяются все остальные элементы;
• всю металлическую арматуру многоэтажного жилого дома;
• молниезащиту здания;
• отопительную систему;
• детали и элементы лифтового хозяйства;
• короба вентиляции;
• металлические трубы водоснабжения и отвода воды.

Каждое здание имеет вводное распределительное устройство (ВРУ), в нём устанавливают главную заземляющую шину (ГЗШ). Она подключается на контур заземления при помощи стальной полосы.

Раньше не нужно было беспокоиться, все металлические элементы объединялись, и не возникало предпосылок для разных потенциалов. Если и появлялся какой-то потенциал на трубе, по пути наименьшего сопротивления он спокойно уходил в землю (мы ведь помним, что металл – это отличный токопроводник).

Сейчас ситуация изменилась, многие жильцы во время ремонтных работ в квартирах меняют металлические водопроводные трубы на полипропиленовые либо пластиковые. За счёт этого общая цепочка разрывается, батареи и полотенцесушители остаются без защиты, потому что пластик не обладает проводящей способностью и не связан с заземляющей шиной. Представьте, что у вас остались металлические трубы, а сосед снизу всё поменял на пластик. При появлении потенциала на ваших трубах ему некуда уходить, путь в землю прерван пластиковыми трубами соседа. Таким образом и происходит возникновение разности потенциалов.

Есть у основной системы небольшая проблема. В многоэтажных зданиях коммуникационные пути очень протяжённые, за счёт этого увеличивается сопротивление проводящего элемента. В величине потенциала на трубах первого и последнего этажей будет ощутимая разница, а это уже представляет собой опасность. Поэтому создаётся дополнительная система уравнивания потенциалов, она монтируется на каждую квартиру индивидуально.

Дополнительное уравнивание

Дополнительная система уравнивания потенциалов (сокращённое название ДСУП), монтируется в санузлах, в ней объединяются такие элементы:

• металлический корпус душевой кабинки или ванная;
• вентиляционная система, когда её выход в ванную выполнен коробом металлическим;
• полотенцесушитель;
• канализация;
• металлические трубы водопровода, отопления и газового хозяйства.

А вот тут уже понадобится коробка уравнивания потенциалов. К каждому из вышеперечисленных объектов подсоединяется отдельный провод (одножильный, материал исполнения – медь), его второй конец выводят и подсоединяют в КУП.

Выполнение монтажа

КУП различается в зависимости от того, как конструктивно выполнено здание и куда будет монтироваться сама коробка:

• в сплошную стену;
• в полую стену;
• на стенную поверхность (открытый способ установки).

Представляет собой корпус, выполненный из пластика, внутри которого располагается главный элемент – заземляющая шина. Она изготавливается из меди и имеет сечение не менее 10 мм 2 .

К этой шине через имеющиеся на ней разъемы подсоединяются медные провода от объектов водопроводной, отопительной и газовой систем; от находящихся в помещении электроприборов, а также от розеток и осветительных приборов, установленных в ванной комнате.

Подключение проводов к перечисленным элементам происходит за счёт болтовых соединений либо хомутов. Иногда используют специальные контактные лепестки, в этом случае металлическая связь между защищаемым элементом и проводом буде особенно прочной. Чтобы система уравнивания потенциалов в опасных ситуациях работала, нужен надёжный контакт. Поэтому место на трубах, где будет устанавливаться хомут, нужно зачищать до металлического блеска.

Внутренняя шина отдельным медным проводом, называемым защитным РЕ-проводником, соединяется с вводным квартирным щитком, а уже через него подключается непосредственно к ГЗШ. Сечение РЕ-проводника должно быть не менее 6 мм 2 . Важное условие, если вы решите проложить этот провод в полу, он не должен пересекаться с другими кабелями.

Такая коробка является как бы промежуточным звеном между всеми заземляющимися элементами и вводным щитком. Очень удобно, что от каждого элемента достаточно протянуть проводок только на КУП, а не к общему квартирному щиту.

Когда разводка выполнена пластиковыми трубами, в КУП подсоединяются провода от водопроводных кранов и смесителей.

Перед тем, как монтировать СУП, необходимо узнать, как в доме выполнено заземление. Если по системе TN-C (когда в один провод совмещаются защитный проводник РЕ и рабочий ноль N), выполнять уравнивание нельзя. Это вызовет опасность для других соседей, если у них такой системы нет.

Требования

При монтаже КУПа необходимо придерживаться некоторых требований и правил:

1. Её монтаж в ванных комнатах и санузлах обязателен. Во-первых, в этих помещениях расположено много металлических корпусов и поверхностей. Во-вторых, здесь имеется немалое количество электрических приборов. В-третьих, в этих комнатах всегда высокая влажность.
2. Устанавливается коробка в том месте, где проходят сантехнические стояки.
3. Обязательно подключение всего электрического оборудования, к которому имеется открытый доступ (это, прежде всего, корпуса водонагревательных бойлеров, стиральных машин), а также сторонних проводящих элементов.
4. Доступ к КУП должен быть свободным.
5. Установка КУП запрещена, когда в доме заземление смонтировано без заземляющего проводника (методом зануления).
6. ДСУП запрещается подключать шлейфом.
7. ДСУП по всей длине, начиная от КУП в санузле и до самого вводного щитка, нельзя разрывать. Запрещается монтировать в этой цепи любые коммутационные аппараты.

Напоследок хотелось бы сказать, не путайте понятия уравнивание и выравнивание разных потенциалов. Уравнять – значит соединить проводящие элементы электрически, чтобы сделать их потенциалы равными. А выровнять – это снизить разность потенциалов на полу или поверхности земли (шаговое напряжение).

Если в электричестве у вас опыта маловато, то не беритесь сами за такую работу, доверьте её профессионалам. Кроме всего прочего, специалист по окончании монтажных работ должен ещё померить сопротивление заземления, и проверить наличие цепи между заземляющими элементами.

Согласно Правилам устройства электроустановок (п. 1.7.29), которыми руководствуются в РФ, защитное заземление - заземление, выполняемое в целях электробезопасности.

Рассматривая данное определение подробнее, можно сказать, что защитное заземление выполняется преднамеренно и представляет собой электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, у которых есть возможность оказаться под напряжением из-за нарушения изоляции.

Цель защитного заземления - уберечь людей и животных от поражения током.

Цель достигается путем снижения напряжения до безопасной величины (относительно земли) на металлических частях оборудования. При замыкании на корпус заземленного оборудования снижается напряжение прикосновения. Следствием является снижение тока, проходящего через тело при прикосновении.

При электрическом переменном токе промышленной частоты, равным 50 герц, берут во внимание только активное сопротивление человеческого тела и соотносят его с величиной равной 1 кОм. В обычном состоянии сопротивление тела постоянному току соотносится с диапазоном от 3 до 100 кОм, но при длительном прохождении снижается до 300 Ом.

На рисунках указаны примерные значения, но они позволяют оценить эффективность и необходимость защитного заземления.

Величина тока короткого замыкания и сопротивление системы заземления сильно влияют на ток, проходящий через тело. Максимально допустимое значение сопротивления заземления в установках до 1 кВ:

• 10 Ом - при мощности генераторов + трансформаторов ≤ 100 кВА,
• 4 Ом - во всех остальных случаях.

Нормы рассчитаны с допустимой величиной напряжения прикосновения, которая в сетях до 1 кВ не должна превышать 40 В.

Защитное заземление применяется в трехфазных трехпроводных сетях:

• напряжением до 1 кВ с изолированной нейтралью,
• с напряжением 1 кВ и выше - с любым режимом нейтрали.

Обратите внимание!
Присоединение корпусов электроустановки к заземлителю или магистрали заземления необходимо выполнять только отдельным ответвлением. Категорически запрещено последовательное подключение (см. рисунки)!

Виды заземляющих устройств

Группировать заземляющие устройства можно следующим образом:

Естественные заземлители

К естественным заземляющим устройствам относятся все конструкции, постоянно находящиеся в земле:

• металлические конструкции здания и фундаменты;
• металлические оболочки кабелей;
• обсадные трубы артезианских скважин.

• газопроводы и трубопроводы с горючими жидкостями;
• алюминиевые оболочки подземных кабелей;
• трубы теплотрасс;
• трубы холодного и горячего водоснабжения.

К естественному заземлителю необходимо минимум 2 подключения в разных местах.

Искусственные заземлители

Искусственное заземление является специальным подсоединением к заземляющему устройству. К искусственным заземлителям относятся:

• стальные трубы определенных размеров;
• полосовая сталь толщиной от 4 мм;
• угловая сталь от 4 мм;
• прутковая сталь определенных размеров.

Пользуются популярностью глубинные заземлители с омедненными или оцинкованными электродами. Они существенно превосходят традиционные методы по долговечности и затратам на изготовление заземлителя.

Специфические проблемы существуют для грунта в условиях вечной мерзлоты. Здесь эффективным решением могут стать системы электролитического заземления:

Примечания:

• Достоинство контурного заземления состоит в выравнивании потенциалов в защищаемой зоне и уменьшении напряжения шага.
• Выносные заземлители позволяют выбрать место с минимальным сопротивлением грунта.
• Более подробную информацию о заземлителях можно найти в ГОСТ Р 50571.5.54-2013 «…Заземляющие устройства, защитные проводники и защитные проводники уравнивания потенциалов».

Основная система уравнивания потенциалов

Под основной системой уравнивания потенциалов понимается создание эквипотенциальной зоны в пределах электрооборудования. Цель создания - обеспечить безопасность человека и оборудования в экстренных ситуациях: срабатывание системы защиты от молний, занос потенциала, коротком замыкании.

В электрооборудовании до 1 кВ основная система уравнивания потенциалов соединяет перечисленные проводники:

• нулевой защитный РЕ- или РЕN-проводник питающей линии в системе TN;
• заземляющий проводник, присоединенный к заземляющему устройству электроустановки, в системах IT и TT;
• заземляющий проводник, присоединенный к заземлителю повторного заземления на вводе в здание;
• металлические конструкции здания: трубы коммуникаций, части каркаса здания и централизованных систем вентиляции и кондиционирования;
• заземляющее устройство системы молниезащиты 2-й и 3-й категории;
• заземляющий проводник функционального, действующего, заземления при его наличии и отсутствии ограничения на присоединение сети рабочего заземления к заземляющему устройству защитного заземления;
• металлические оболочки телекоммуникационных кабелей.

По Правилам устройства электроустановок (п. 1.7.82) все указанные составляющие должны присоединяться к главной заземляющей шине при помощи проводников системы уравнивания потенциалов - это и является соединением с основной системой уравнивания потенциалов.

На рисунке указан специализированный искровой разрядник с малым напряжением срабатывания для систем уравнивания потенциалов.

Элемент, который не соединен с главной заземляющей шиной, является очень грубым нарушением целостности основной системы уравнивания потенциалов. Появление разности потенциалов, которое может привести к возникновению искры, - непосредственная угроза жизни человека и безопасности объекта.

Система дополнительного уравнивания потенциалов

Правила устройства электроустановок (п. 1.7.83) предписывают соединение друг с другом всех одновременно доступных прикосновению открытых проводящих частей стационарного электрооборудования и сторонних проводящих частей. К ним относятся:

• доступные прикосновению металлические части строительных конструкций здания,
• нулевые защитные проводники в системе TN,
• защитные заземляющие проводники в системах IT и ТТ, в том числе защитные проводники штепсельных розеток.

Система дополнительного уравнивания потенциалов служит для существенного улучшения электробезопасности в помещении. Формирование эквипотенциальной зоны по принципу основной системы уравнивания потенциалов происходит за счет коротких проводников защитного заземления и уравнивания потенциалов, сведенные на шину.

На рисунках выше можно заметить значительные изменения схемы электропитания. Соединение контактов заземления розеток и клемм заземления стационарных приборов на шину дополнительного уравнивания потенциалов является крайне важным! В случае отсутствия соединений корпусов приборов с шиной, система все равно сохранит свою эффективность по безопасности. Если же земли розеток и приборов не подключены к шине, электробезопасность ухудшается в разы.

Сторонняя проводящая часть

Проводник, который не является частью электроустановки, называется сторонней проводящей частью. Формальным примером служат металлическая дверная ручка или петля.

Можно ориентироваться на 2 принципа, согласно которым выбираются части для подключения на шину дополнительного уравнивания потенциалов. Задача - не делать систему чрезмерно перегруженной.

• Фактическая или потенциальная возможность связи с «землей».
• Возможность появления потенциала на сторонней проводящей части при аварии электрооборудования в процессе эксплуатации.

В таблице ниже приведены примеры сторонних проводящих частей, которые стоит или нет подключать к шине дополнительного уравнивания потенциалов:

Сторонняя проводящая часть	Схема	Необходимость подключения
Металлическая полка, закрепленная на стене из непроводящего материала.		Нет
Металлическая полка, закрепленная на стене из железобетона.		Да (потенциальная связь с «землей» за счет крепежа к стене)
Металлическая полка, закрепленная на стене из непроводящего материала. На полке расположен электроприбор.		Да (возможность появления потенциала при аварии прибора с классом изоляции I)
Металлическая тумбочка с резиновыми или пластиковыми колесиками на бетонном полу.		Нет
Металлическая тумбочка с резиновыми колесиками на бетонном полу. В помещении грязь и пыль в сочетании с повышенной влажностью.		Да (потенциальная связь с «землей» за счет загрязнения и повышенной влажности)

Вопросы, связанные с уравниванием потенциалов в ванных и душевых помещениях, регулируются циркуляром № 23/2009.

Один из распространенных вопросов: может ли быть сторонней проводящей частью водопроводная вода, подающаяся по пластиковым трубам? Указанный циркуляр дает такой ответ: « …Водопроводная вода нормального качества …не рассматривается как сторонняя проводящая часть». Это означает, что такая возможность существует, как минимум из-за значительного присутствия различных железистых соединений в воде. Циркуляр рекомендует использовать токопроводящие вставки на отводах от стояков водопровода, подключив их к шине дополнительного уравнивания потенциалов.

Практика выполнения дополнительной системы уравнивания потенциалов

Наиболее распространенные варианты создания шин системы дополнительного уравнивания потенциалов:

• С использованием стандартных коробок уравнивания потенциалов (КУП).
• Стальная шина 4х40 (4х50) с приварными болтами опоясывающая помещение.
• Стальная шина, уложенная в стандартный пластиковый короб.
• Использование шины заземления в РЩ (для небольших помещений).
• С использованием специализированного щитка типа ЩРМ - ЩЗ (встроенный щиток с шиной 100 мм2 (Cu) со степенью защиты IP54).

Выполнение двух требований является обязательным:

• возможность осмотра соединения,
• возможность индивидуального отключения.

Длина проводников дополнительной системы уравнивания потенциалов, соединяющих контакты штепсельных розеток, сторонние проводящие части и корпуса электрооборудования, должна быть не более 2,5 метров. Сечение от 2,5 до 4 кв.мм Сu (ПВ-1, ПВ-3). Подробнее на рис. 1.7.7 в ПУЭ п. 1.7.82.

Для электроустановки в здании с применением негорючих (ВВГнг -FRLS) кабелей использовать кабеля марки ПВ-1, ПВ-3 (проводники уравнивания потенциалов от дополнительной системы уравнивания потенциалов до ГЗШ или щитовой шины заземления) следует аккуратно. Если ПВ-1 и ПВ-3 уложить рядом с негорючими кабелями, то система (в теории) превращается в распространяющую пламя. Чаще всего контролирующие органы относятся к этому спокойно, однако иногда лучше использовать негорючие одножильные кабеля той же марки с нанесением соответствующей маркировки.

Знакомое ощущение – антенна бьёт током. Такие негативные эффекты возникают из-за отсутствия системы уравнивания потенциалов. Атмосфера характеризуется собственным потенциалом. Но эти занятные вопросы обсудим позже. Сейчас вспомним Николу Тесла, гром и молнии и смелых лётчиков, исследующих облака.

Зачем нужно уравнивать потенциал

Гении творцы черпали идеи из снов. Леонардо да Винчи, спавшему полтора часа в сутки, урывками, но равномерно – каждые 240 мин, этого хватало.Но сны он перестал видеть, а без этого творить сложно. Нет сведений, что снилось Николе Тесла, хотя его авторству принадлежит море идей. Недаром единица магнитной индукции названа его именем. Он изучал атмосферное электричество и понял, что вещь это прелюбопытная.

Согласно научной литературе, Земной шар несёт заряд отрицательного знака, равный 500 кК. За счёт атмосферных токов утечки каждые полчаса заряд теоретически обнуляется. На практике этого не происходит. Учёными установлено, что колебания атмосферного тока согласованы по времени, максимум заряда приходится на 19.00 по Гринвичу. Мистика? Нет, пульс Земли.

Заряд, постоянно утекающий в небо, восполняет энергия Солнца и космических излучений, правда, пока тематика изучена мало. Ясно одно: при ударе молний Земля не теряет заряд, а обретает. По периметру циклона образуется избыток отрицательных носителей, а в центре – островок положительных. При определённом значении напряжённости поля отрицательное кольцо пробивается на земную поверхность, и потенциал планеты восполняется.

Если бы схема уравнивания потенциалов охватывала планету, непогода протекала бы в тихой манере. Физика процесса пока не определена, учёные предполагают присутствие неучтённого, неизвестного фактора, помогающего управлять погодой. В ближайшее время он останется за кадром. Нам важен факт, что облака таят потенциал относительно Земли, напряжённость поля 100 В/м. Разность потенциалов между кончиком носа и стопами составляет 150 В/м.

Электрический удар мы не получаем потому, что стоим на Земле. Потенциал уравнивается, электрическое поле отклоняется вверх (изгибаются силовые линии). Но висящий в воздухе кусок металла постепенно накапливает заряд, приводящий к неожиданным эффектам. Благо, атмосферный ток характеризуется единицами мкА на квадратный метр, и процесс протекает медленно. Но постепенно поверхность металла набирает потенциал.

Если экран не заземлён в щитке, разряд статического электричества неизбежен. Удар не сильный, лёгкое покусывание. Но шина уравнивания потенциалов непременно подключена к экранирующей оплетке телевизионного кабеля для исключения описанного эффекта. Другая мера касается антенного контура. Антенный вибратор представляет замкнутый контур, часть которого присоединяется на оплётку, дополнительное уравнивание потенциалов не требуется. Для конструкций иных типов задачку выравнивания потенциалов каждого плеча решают отдельно, но все элементы заземляют.

В противном случае изучаем в сети жалобы:

• Полез менять конвертер на спутниковую тарелку, и вломило по полной программе. Помогите.
• Ставлю жене писать КВН на видеомагнитофон, подсоединяю ТВ кабель, получаю разряд.
• Гудит плазменная панель после заземления по европейским стандартам. А было нормально. Что делать?
• Антенный кабель кусается.

Список легко продолжат читатели. Ответ даём в вопросительной форме: коробка уравнивания потенциалов установлена правильно? Монтаж выполнен по нормативам? Оплётка кабеля – металлический проводящий материал, по нормам её зануляют на щитках каждого этажа. Согласно правилам (РД 34.21.122) металлические части здания заводят на шину молниезащиты – контур заземления, куда по правилам TN-C-S приходит нулевой провод. В пределах квартиры потенциал уравнивают в ванной комнате.

Как выполнять выравнивание потенциалов

Согласно РД 34.21.122 уравнивание и выравнивание потенциалов ведётся в наземной части арматурой круглого сечения площадью от 6 и кв.мм. Требованиям соответствует стальная арматура зданий, соединенная между собой. Наружный контур прокладывают под землей.

Учитывая требования стандартов, чугунную ванну следует тоже подключить к устройству уравнивания потенциалов, она проводит ток и может стать причиной неприятностей. Обратите внимание, шины уравнивания потенциалов прокладываются отдельно от заземляющих и нулевых.

Уравнивание потенциалов

В распределительном щитке предусматривают шину (часть главной заземляющей шины) для уравнивания потенциалов либо покупают КУП. Внутри коробки уравнивания потенциалов присутствует общая шина для объединения проводников, которую допускается завести на нулевой провод. Согласно стандарту получается единое целое с системой молниезащиты, заноса напряжения. При этом конструкция снабжается контуром заземления минимум из двух штырей (диаметр от 10 мм согласно РД 34.21.122, но преимущественно от 18 мм), врытых на глубину не менее 3 метров (дистанция между зубьями 5 метров). Система молниезащиты объединяется арматурой фундамента, надёжно заземлённой. Это позволяет не закладывать искусственный контур. Получается, в масштабах жилого массива создание средства для уравнивания потенциалов -искусство, непосильное одному человеку (жильцу). В масштабах квартиры заводят все клеммы на корпус подъездного щитка, убедившись, что на него не замкнута фаза.В этих целях не используют газовые трубы, водопровод.

Зануление

Клемма зануления приборов расположена на корпусе. Не путайте с заземлением! Последнее работает, пока вилка включена в розетку. Для снятия статического электричества важно постоянство работы устройства выравнивания потенциалов. Этому помогает лепесток на ванной, куда прикручивают ушко провода. Бытовые приборы снабжены отверстиями на корпусе, куда крепится провод для зануления.

Уравнивание при пластиковых трубах

По правилам на входе в здание уравнивают потенциалы между заземлением, нулевым проводником и трубами. Современный водопровод – пластиковый, и эта мера утратила эффективность. Уравнять потенциалы негде.

Обустройство системы

Иногда требуется обустройство системы выравнивания потенциалов. Под этим подразумевается снятие шагового напряжения с пола, поверхности земли. Защита нужна при вероятности пробоя фазы на почву. Земля – хороший проводник, токи распространяются вглубь и по поверхности. При высоких напряжениях (220 В не считаем) возникают ситуации, когда на длине шага падает опасное для жизни напряжение. Выравнивание потенциалов достигается укладкой в грунт, толщу пола заземляющей арматуры.

1. Набираем в Яндексе «пуэ 7», нажимаем «Поиск».
2. Выбираем сайт, где документ приведён текстом непосредственно на странице.
3. Нажимаем Ctrl+F, вводим в поисковое окошко браузера слово «уравниван» — без окончания. Так получим максимальное количество вхождений.
4. Листаем документ кнопками вверх и вниз (возле окошечка), подбираем подходящую методику.

Полезно изучить виды и способы заземления. Мы говорили выше, в распределительном щитке систему уравнивания потенциалов допустимо посадить на нулевой провод. Согласно ПУЭ 7 для защиты от поражения током заземление и выравнивание потенциалов применяют и вместе, и в отдельности. Принцип ясно продемонстрирован советской бытовой техникой: сетевой шнур не оборудован клеммой заземления:

1. Как защитится от поражения током через корпус камина? Подключить к системе выравнивания потенциалов.
2. Как уменьшить излучение старенького телевизора? Подключить корпус (металлическое шасси) к системе уравнивания потенциалов.
3. Как обезопасится от ударов током со стороны старенькой духовки? Подключить корпус к системе уравнивания потенциалов.

Строго говоря, речь идёт, скорее, о заземлении, но это вопрос второстепенный. Главное — потенциал корпуса приборов в доме должен быть одинаков, желательно нулевой относительно земли. При правильно обустроенной системе уравнивания потенциалов не наводят защиту от прямого прикосновения (при напряжении питания до 25 В переменного или 60 В постоянного тока). Подробная информация приводится в разделе ПУЭ «Меры защиты от прямого прикосновения».

Подбор кабелей системы уравнивания потенциалов аналогичен заземляющим: 6 миллиметров квадратных сечения по меди или 10 по алюминию. Встречаются рекомендации по стали – 50 квадратных миллиметров. Но основная система уравнивания потенциалов работает с катанкой диаметром 6 мм, и площадь сечения близка к 30 кв. мм, а проводимость железа в 5 раз меньше проводимости меди. Монтаж внутреннего уравнивания потенциалов выполняется на клеммы с проверкой сопротивления, снаружи преимущественно сталью и на сварные швы длиной не менее 10 см.

Устройство уравнивания потенциалов делят на основную и дополнительную. Первую можно назвать глобальной, она объединяет все нулевые и защитные проводники, металлическую арматуру, молниезащиту и др. Дополнительная (ШДУП) подразумевает распространение мер безопасности на локальную площадь. Допустим, объединяют чугунную ванну, корпус стиральной машины, смеситель, присоединяют к нулевым жилам или защитным. Напоследок подчёркиваем, что заземление и уравнивание потенциалов не идентичны друг другу.