Коробка уравнивания потенциалов, управление и заземление тока

В обычных домах и квартирах, офисах и промышленных помещениях, полным-полно различных металлических предметов и конструкций, одновременно прикоснувшись к которым человек может испытать воздействие разных потенциалов. Чтобы предотвратить столь неприятную ситуацию потенциалы необходимо уравнять с помощью специальной коробки.

Конечно, чаще всего в квартирах уже предусмотрены такие варианты защиты от поражения электрическим током, но не во всех случаях они работают, особенно если дело касается старых многоквартирных домов. Именно поэтому нужно более подробно изучить функциональные особенности коробки управления потенциалами (КУП), какой она бывает и как провести монтаж своими руками.

Основное предназначение КУП

Все дело в том, что абсолютно все металлические предметы являются хорошими проводниками тока, а это известно всем нам ещё с уроков физики. В квартирах и домах такие объекты представлены в виде труб горячего и холодного водоснабжения, водостока, сушки для полотенец, корпусов электроприборов и даже вентиляционного короба. В любом случае металлические трубы и другие коммуникации всегда связаны между собой.

Если возникает разность электрических потенциалов между двумя разными объектами, то одновременное их касание может быть крайне опасным для человека. Связано это с тем, что тело выступает своего рода перемычкой между двумя коммуникациями.

Наиболее распространённым случаем считается, когда разные потенциалы возникли на канализационной и водопроводной трубе. Стоит заметить, что если утечка тока возникла на трубах водоснабжения, тогда вероятность удара током во время купания будет крайне высока. Основная причина — одновременное касание крана и сила воды. Своевременно установив контур уравнивания потенциалов, вы обезопасите себя и своих близких от поражения током.

Разновидности систем

На сегодняшний день специалисты разработали основную систему уравнивания потенциалов (ОСУП) и дополнительную (ДСУП). Что касается первой системы, она считается главной и универсальной, так как представлена в виде контура, состоящего из таких элементов:

  • ГЗШ (главная заземляющая шина), которая всегда находится на входе в здание.
  • Заземлитель.
  • Вентиляционные короба.
  • Металлическая арматура.
  • Отдельные элементы защиты здания от молний.
  • Металлические водопроводные трубы (горячая и холодная вода).

Ещё в недавнем времени все эти элементы были соединены в единую систему, благодаря чему об опасности возникновения разных потенциалов можно было не беспокоиться. Но на сегодняшний день ситуация кардинально изменилась. Связано это с тем, что всё больше потребителей решают сменить металлические трубы отопления на полипропиленовые модели. В результате этого пластик разрывает всю эту цепочку, и разность потенциалов теперь может возникнуть между разными объектами (к примеру: между водопроводом и сушилкой для полотенец).

Используя ОСУП, не стоит забывать о ещё одной проблеме, которая возникает в многоэтажных домах с большой протяжностью коммуникаций. Все дело в том, что потенциал трубы на первом и десятом этаже существенно отличается, а это очень опасно для жизни человека. Именно поэтому специалисты всегда создают вместе с главной СУП ещё и дополнительную систему, индивидуально для каждой квартиры.

Шина выравнивания потенциалов устанавливается в ванной комнате и объединяет следующие элементы:

  • Сушилку для полотенец.
  • Корпус ванны или душевой кабины.
  • Газовые и водопроводные трубы.
  • Канализацию.
  • В некоторых случаях даже вентиляцию.

Каждый отдельный элемент всей системы подключается с помощью одножильного медного провода, второй конец которого обязательно вводится в КУП1101 (коробку уравнивания потенциалов).

Помимо этого, стоит заметить, что существует определённый перечень требований, которые всегда предъявляются дополнительной системе уравнивания потенциалов:

  1. Строго запрещено подключать элементы ДСУП с помощью шлейфа.
  2. ДСУП обязательно должна быть неразрывной начиная от клеммной коробки и заканчивая квартирным щитком. Запрещено включение в цепь любой коммутационной аппаратуры.
  3. Правилами ПУЭ строго запрещено создавать дополнительную систему, если в квартире не предусмотрен заземляющий контур (заземление должно осуществляться только по системе TN — C).

Ограничения монтажа КУП

Лучше всего если установка КУП была произведена ещё на этапе строительства здания. Но, несмотря на это существуют определённые ограничения на использование этой системы в уже построенных домах, в которых заземление с объединённым PEN выполнено обычным проводником по специальной методике TN — C. В таких домах специалисты не рекомендуют проводить установку.

Если же мастер пренебрёг основными правилами, то при внезапном обрыве нулевого провода существует большая вероятность поражения электрическим током жителей других квартир, где ещё не установлена ДСУП. Разрешить эту проблему можно только благодаря заземлению TN — C — S. Для этого специалист на главной шине разъединяет проводник PEN на PE и N провода, подключает заземлённый контур к основной шине медным проводником.

Новые правила и нормы строительства призваны контролировать соблюдение правильной установки универсальной КУП. Такая система тщательно проверяется специалистами, перед тем как дом будет сдан в эксплуатацию. Гарантируемая электрическая безопасность достигается благодаря качественному соединению всех металлических частей, которые в дальнейшем будут доступны обычному человеку.

Основная система обязательно дополняется местными системами управления, особенно это касается тех участков, где отмечается повышенный риск поражения электрическим током. Всегда важно помнить о том, что осуществляя монтаж СУП нужно обеспечить надёжную связь между всеми элементами системы, которые подключены по радиальной схеме. При этом сечение проводов, должно быть, не менее установленного нормами значения.

Монтаж КУП с металлическими трубами

Установить коробку уравнивания потенциалами достаточно просто. Чтобы избежать лишних хлопот все эти работы лучше проводить на этапе возведения дома, так как провод от коробки КУП до щитка необходимо вложить в стяжку пола. В зависимости от ситуации скрытый от посторонних глаз провод можно поместить в специальный короб. Но прежде чем приступать к монтажу необходимо подготовить следующие инструменты:

  • Одножильный провод из меди, сечением 6, 4 и 2,5 мм². Специалисты рекомендуют использовать надёжные провода ПВ-3 и ПВ-1.
  • Клеммная коробка ШДУП со специальной медной шиной.
  • Крепёжные элементы: хомуты, контактные лепестки, болты. Они понадобятся на этапе подключения проводников СУП к металлическим корпусам и трубам.

Подготовив такой небольшой набор можно смело переходить к монтажным работам. Чтобы не запутаться и не допустить ошибок, лучше всего разработать подробную схему уравнения потенциалов, по которой можно будет в дальнейшем подключить все элементы системы. Вдобавок на схеме можно зарисовать приблизительные места прохождения провода от клеммной коробки до заземляющей шины в щётке. После этого можно подготовить все коммуникации к подключению — зачистить на трубах небольшой фрагмент для хомутов. Такие манипуляции позволят получить хороший контакт, что будет гарантировать стабильную работу всей системы.

Теперь пришло время подключать каждый элемент отдельным проводом. Если на участке отсутствует вероятность механического повреждения провода тогда для уравнивания можно использовать кабель сечением 2,5 мм². Если же вероятность повредить проводку все же существует, тогда лучше всего использовать кабель сечением 4 мм². Все провода обязательно заводятся в КУП и надёжно фиксируются на шине.

Здесь также важно учесть, что клеммную коробку для установки в ванной комнате лучше всего покупать со степенью защиты IP 54 или выше. От шины должен выходить провод сечением 6 мм², который обязательно нужно проложить к квартирному щитку. Но здесь также существует определённое правило — проводник, ни в коем случае не должен пересекать другие кабельные линии, особенно если вы прокладываете электропроводку в полу.

Монтаж КУП с пластиковыми батареями

В процессе установки пластиковых труб и многофункционального оборудования КУП, к ним обязательно добавляют металлические краны и смесители. Сегодня все чаще можно встретить металлопластиковые трубы с диэлектрическими вставками, которые подключаются к главному контуру. Система, в свою очередь, создаёт равномерный потенциал для всех металлических приборов в здании. Если по какой-то причине возникло напряжение на любом из объектов, оно просто перейдёт через заземляющий проводник к общему контуру. Монтаж распределительной коробки требует соблюдения следующих правил:

  • Обеспечение беспрепятственного доступа к коробке.
  • Устанавливать КУП нужно в месте прохода стояков.
  • Монтаж различных систем, таких как санузел, должен быть проведён в обязательном порядке.
  • Для слаженной работы системы нужно подключить все открытые элементы электроприборов, а также сторонние части и защитные проводники.

Как и в предыдущем варианте, систему уравнивания желательно устанавливать в процессе строительства дома. Если в старых домах она отсутствует, тогда специалисты поэтапно устанавливают все необходимое оборудование. Всегда важно помнить, что перед тем как приступить к монтажу КУП, нужно тщательно изучить систему заземления здания. Ведь нередки те случаи, когда установка такого оборудования просто запрещена. К примеру, если в подъезде заземление было установлено без специального проводника, тогда установка СУП просто невозможна.

Молниезащитная система для уравнивания потенциалов

В момент удара молнии образуется большая сила тока, из-за чего возникает разница потенциалов. Чтобы избежать неконтролируемого замыкания необходимо соединить электрические устройства, заземление, все металлические элементы и защитную систему от молний с устройствами защиты. Проводники всей системы соединяются шиной дополнительного уравнивания потенциалов, которая всегда должна быть доступна для испытаний. Большие здания могут иметь сразу несколько таких шин, которые к тому же соединены в единую цепь.

Система уравнения потенциалов молниезащиты осуществляется непосредственно на входе в здание, а также в тех местах, где нет возможности соблюдать безопасное расстояние (к примеру: в подвале). Если здание было построено на основе бетона либо имеет металлический корпус, уравнивание молниезащиты может проводиться только на уровне грунта. В многоэтажных домах, высота которых превышает 30 метров, на каждые 20 метров обязательно делают уравнение потенциалов защиты от молний.

Отдельно стоит заметить что все молниепроводящие детали должны быть расположены на безопасном от КУП расстоянии, дабы избежать импульсных перекрытий. Если такие условия являются невыполнимыми, тогда необходимо создать вспомогательные связи. Но при этом важно учитывать, что они дают возможность захода высокого потенциала в само здание.

В завершение можно подвести итог, что у всех проводников есть определённый электрический потенциал разной величины с высоким значением. Если в одном помещении величина потенциала у приборов разная, то между ними возникает своеобразное напряжение (разность потенциалов), а это, в свою очередь, угрожает жизни каждого человека.

Дабы избежать непредсказуемых последствий важно, чтобы в каждом доме и квартире была установлена коробка уравнивания потенциалов. Если у вас мало опыта работы с электричеством, тогда лучше не рисковать, а обратиться за помощью к профессионалам. Ведь только мастер может качественно замерить сопротивление заземлений и наличие соответствующих цепей между всеми элементами.

Содержание:

  1. Что такое система уравнивания потенциалов и для чего она нужна?
  2. Устройство системы уравнивания потенциалов:
  • Устройство основной системы уравнивания потенциалов.
  • Устройство дополнительной системы уравнивания потенциалов.
  1. Что такое система уравнивания потенциалов и для чего она нужна?

Согласно ПУЭ* (п.1.7.32.): Уравнивание потенциалов — это электрическое соединение проводящих частей* для достижения равенства их потенциалов.

Для чего же нужна система уравнивания потенциалов? Что бы разобраться представим схему электроснабжения ванной комнаты:

Как известно электрический ток протекает от фазы к нулю. Из приведенной выше схемы видно, что ток, при включении стиральной машины в розетку, проходит через ее электродвигатель и возвращается обратно в сеть через N-шину по нулевому проводу. От той же N-шины выполнено заземление (зануление) корпуса стиральной машины, это необходимо для того, что бы в случае повреждения изоляции в стиральной машине и замыкании на ее корпус произошло отключение напряжения аппаратом защиты. Но т.к. корпус стиральной машины подключен к той же N-шине по которой протекает ток через нулевой провод, возникает опасность перетекания тока от нулевого провода через N-шину к корпусу стиральной машины и появлении на нем электрического потенциала.

Как известно напряжение (обозначается буквой U) — это разница потенциалов двух точек (обозначаются буквами φ1 и φ2):

U=   φ1 — φ2

Например, в нашем случае, фазный провод имеет потенциал φ1=220 Вольт, а нулевой провод имеет потенциал φ2=0 Вольт, тогда напряжение между фазным и нулевым проводом (напряжение сети) будет равно:

U=220 — 0 =220 Вольт

Кроме нулевого провода нулевой потенциал так же имеют все проводящие конструкции здания имеющие контакт с землей, например: система отопления, металлические трубы подачи горячей и холодной воды, металлическая газовая труба, арматура здания и т.д.

Представим ситуацию: на корпусе стиральной машины, в результате изображенного на вышеуказанной схеме подключения, появился электрический потенциал, равный, к примеру, 30 Вольт, в это время человек приняв ванну оперся на стиральную машину, потянулся за полотенцем и коснулся полотенцесушителя, который, через систему отопления имеет связь с землей (т.е. его потенциал равен нулю), человек может получить удар током, т.к. ток, как известно, протекает по пути наименьшего сопротивления:

Напряжение между рукам (т.е. между точками «А» и «В») будет равно:

U=   φ1 — φ2=30 — 0 =30 Вольт

где: φ1 — потенциал на корпусе стиральной машины; φ2 — потенциал на полотенцесушителе

Ток пройдет по корпусу стиральной машины, далее по цепи рука-рука на полотенцесушитель а с него по системе отопления в землю, кроме того ток так же может пройти по цепи рука-нога, т.к. пол в ванной, как правило, так же является токопроводящим.

Для того что бы предотвратить такое развитие событий и применяется система уравнивания потенциалов:

В данном случае, даже при возникновении вышеизложенной ситуации с появлением электрического потенциала на корпусе стиральной машины, потенциал той же величины возникнет на всех проводящих конструкциях и следовательно напряжение между любыми точками здания будет равным нулю.

Например, на корпусе стиральной машины появился потенциал φ1 = 30 Вольт, в этом случае на всех проводящих конструкциях ванной комнаты через систему уравнивания потенциалов, появится потенциал той же величины φ2 = 30 Вольт. Напряжение в этом случае будет равно:

U=   φ1 — φ2= 30 — 30 = 0 Вольт

Видео на котором наглядно видно, что происходит при отсутствии системы уравнивания потенциалов в доме (разность потенциалов между заземлением и газовой трубой):

2. Устройство системы уравнивания потенциалов.

Система уравнивания потенциалов (СУП) делится на основную (ОСУП) и дополнительную (ДСУП).

2.1 Устройство основной системы уравнивания потенциалов.

Основная система уравнивания потенциалов (ОСУП) выполняется, как правило при новом строительстве либо реконструкции здания и должна предусматривать подключение к главной заземляющей шине (PE-шина) следующие проводящие части* (согласно п. 1.7.82. ПУЭ):

1) нулевой защитный проводник питающей линии;

2) заземляющий проводник, присоединенный к заземлителю повторного заземления на вводе в здание (если есть заземлитель);

3) металлические трубы коммуникаций, входящих в здание: горячего и холодного водоснабжения, канализации, отопления, газоснабжения и т.п.

Если трубопровод газоснабжения имеет изолирующую вставку на вводе в здание, к основной системе уравнивания потенциалов присоединяется только та часть трубопровода, которая находится относительно изолирующей вставки со стороны здания;

4) металлические части каркаса здания;

5) металлические части централизованных систем вентиляции и кондиционирования. При наличии децентрализованных систем вентиляции и кондиционирования металлические воздуховоды следует присоединять к шине РЕ щитов питания вентиляторов и кондиционеров;

6) заземляющее устройство системы молниезащиты 2-й и 3-й категорий;

7) заземляющий проводник функционального (рабочего) заземления, если такое имеется и отсутствуют ограничения на присоединение сети рабочего заземления к заземляющему устройству защитного заземления;

8) металлические оболочки телекоммуникационных кабелей.

Проводящие части, входящие в здание извне, должны быть соединены как можно ближе к точке их ввода в здание.

Подключение проводящих частей основной системы уравнивания потенциалов должно выполняться по радиальной схеме, т.е. к каждой проводящей части должен идти отдельный заземляющий проводник от PE-шины.

Сечение проводников основной системы уравнивания потенциалов должно быть не менее половины наибольшего сечения защитного проводника электроустановки, если сечение проводника уравнивания потенциалов при этом не превышает 25 мм2 по меди или равноценное ему из других материалов. Применение проводников большего сечения, как правило, не требуется. Сечение проводников основной системы уравнивания потенциалов в любом случае должно быть не менее: медных — 6 мм2, алюминиевых — 16 мм2, стальных — 50 мм2. (п.1.7.137 ПУЭ)

Как видно на представленной выше схеме все проводящие части входящие в состав основной системы уравнивания потенциалов подключаются к Главной Заземляющей Шине (ГЗШ) отдельными проводниками, а сама ГЗШ должна быть заземлена путем ее присоединения к заземляющему контуру.

Внутри вводных электрощитков в соответствии с п. 1.7.119. ПУЭ в качестве ГЗШ должна использоваться PE шина. Как это выглядит разберем на примере подключения к ОСУП газовой трубы частного жилого дома:

Для подключения проводников системы уравнивания потенциалов к трубам применяют специальные хомуты:

2.2 Устройство дополнительной системы уравнивания потенциалов.

Система дополнительного уравнивания потенциалов (ДСУП) должна соединять между собой все одновременно доступные прикосновению открытые проводящие части стационарного электрооборудования и сторонние проводящие части, включая доступные прикосновению металлические части строительных конструкций здания, а также нулевые защитные проводники в системе TN и защитные заземляющие проводники в системах IT и ТТ, включая защитные проводники штепсельных розеток. (п. 1.7.83. ПУЭ)

Таким образом ДСУП является обязательной для помещений с повышенной опасностью в отношении поражения человека электрическим током, в которых имеется возможность одновременного прикосновения человека к открытым проводящим частям стационарного электрооборудования с одной стороны и сторонней проводящей частью — с другой.

Для ванных и душевых помещений дополнительная система уравнивания потенциалов является обязательной и должна предусматривать, в том числе, подключение сторонних проводящих частей, выходящих за пределы помещений. Если отсутствует электрооборудование с подключенными к системе уравнивания потенциалов нулевыми защитными проводниками, то систему уравнивания потенциалов следует подключить к РЕ шине (зажиму) на вводе.Нагревательные элементы, замоноличенные в пол, должны быть покрыты заземленной металлической сеткой или заземленной металлической оболочкой, подсоединенными к системе уравнивания потенциалов. В качестве дополнительной защиты для нагревательных элементов рекомендуется использовать УЗО на ток до 30 мА (п. 7.1.88. ПУЭ).

ВАЖНО!: Не допускается использовать для саун, ванных и душевых помещений системы местного уравнивания потенциалов. (п. 7.1.88. ПУЭ). 

Таким образом дополнительная система уравнивания потенциалов предназначена для дополнения основной системы уравнивания потенциалов и не должна выполняться при ее отсутствии.

Подключение проводящих частей дополнительной системы уравнивания потенциалов может выполняться как по радиальной схеме, так и шлейфом по магистральной схеме с обеспечением непрерывности соединяющего проводника. При этом подключение, как правило выполняется через КУП — коробку уравнивания потенциалов.

КУП предназначена для подключения к одному проводнику системы уравнивания потенциалов нескольких проводящих частей. КУП имеет следующий вид:

Пример дополнительной системы уравнивания потенциалов (в данном случае газовая колонка подключена к электросети, т.е. условно принимаем, что она является стационарным электроприбором):

Присоединение проводников ДСУП:

Для системы дополнительного уравнивания потенциалов могут быть использованы отдельные специально предусмотренные проводники.

Сечение проводников дополнительной системы уравнивания потенциалов (п. 1.7.138 ПУЭ):

  • при соединении двух открытых проводящих частей* — сечения меньшего из защитных проводников, подключенных к этим частям;
  • при соединении открытой проводящей части и сторонней проводящей* части — половины сечения защитного проводника, подключенного к открытой проводящей части.

При этом в соответствии с пунктом 1.7.126. ПУЭ наименьшие площади поперечного сечения защитных проводников должны соответствовать следующим значениям:

ПРИМЕЧАНИЕ: Площади сечений защитных проводников приведены для случая, когда защитные проводники изготовлены из того же материала, что и фазные проводники. Сечения защитных проводников из других материалов должны быть эквивалентны по проводимости приведенным.

Минимальные сечения медных проводников дополнительного уравнивания потенциалов, не входящих в состав кабеля, должны быть следующими (п. 1.7.127 ПУЭ):

  • 2,5 мм2 — при наличии механической защиты;
  • 4 мм2 — при отсутствии механической защиты.

Общая схема уравнивания потенциалов здания будет иметь следующий вид:

М — открытая проводящая часть; С1 — металлические трубы водопровода, входящие в здание; С2 — металлические трубы канализации, входящие в здание; С3 — металлические трубы газоснабжения с изолирующей вставкой на вводе, входящие в здание; С4 — воздуховоды вентиляции и кондиционирования; С5 — система отопления; С6 — металлические водопроводные трубы в ванной комнате; С7 — металлическая ванна; С8 — сторонняя проводящая часть в пределах досягаемости от открытых проводящих частей; С9 — арматура железобетонных конструкций; ГЗШ — главная заземляющая шина; Т1 — естественный заземлитель; Т2 — заземлитель молниезащиты (если имеется); 1 — нулевой защитный проводник; 2 — проводник основной системы уравнивания потенциалов; 3 — проводник дополнительной системы уравнивания потенциалов; 4 — токоотвод системы молниезащиты; 5 — контур (магистраль) рабочего заземления в помещении информационного вычислительного оборудования; 6 — проводник рабочего (функционального) заземления; 7 — проводник уравнивания потенциалов в системе рабочего (функционального) заземления; 8 — заземляющий проводник

Как заземлить главную заземляющую шину смотрите здесь.

——————————————

ПУЭ — Правила устройства электроустановок

Проводящая часть — часть, которая может проводить электрический ток. (Согласно п. 1.7.7. ПУЭ)

Открытая проводящая часть — доступная прикосновению проводящая часть электроустановки, нормально не находящаяся под напряжением, но которая может оказаться под напряжением при повреждении основной изоляции. (Согласно п. 1.7.9. ПУЭ)

Сторонняя проводящая часть — проводящая часть, не являющаяся частью электроустановки. (Согласно 1.7.10. ПУЭ)

Была ли Вам полезна данная статья? Или может быть у Вас остались вопросыПишите в комментариях!

Не нашли на сайте статьи на интересующую Вас тему касающуюся электрики? Напишите нам здесь. Мы обязательно Вам ответим.

↑ Наверх