Электрический потенциал и правила их выравнивания в электроустановках: коробка и шина

Содержание

• 1 О разности потенциалов
• 2 Причины возникновения потенциалов
• 3 Для чего выравнивать потенциалы
• 4 Опасность воздействия
• 5 Виды уравнивания
  • 5.1 Уравнивание основное
  • 5.2 Дополнительное уравнивание
• 6 Отличие уравнивания от выравнивания
• 7 Что такое ОСУП, для чего нужна
• 8 Устройство системы уравнивания потенциалов
  • 8.1 Устройство основной системы уравнивания потенциалов
  • 8.2 Устройство дополнительной системы уравнивания потенциалов
• 9 Коробки уравнивания потенциалов
• 10 Шины для уравнивания потенциалов
• 11 Виды монтажа
• 12 Организация дополнительной системы
• 13 Молниезащитная конструкция
• 14 Что необходимо принять во внимание
• 15 Видео

В рабочих и жилых домах всегда есть металлические поверхности: чугунные или алюминиевые системы отопления, водопроводы и смесители душевых комнат. Как известно, металлы проводят электрический ток. Даже если металлические предметы вокруг человека не подключены непосредственно к источникам тока, то они в любом случае имеют определённый электрический потенциал. Избавиться от него невозможно, но привести в безопасную норму можно. Коробка уравнивания потенциалов предназначена именно для этого.

Коробка уравнивания потенциалов куп2603

О разности потенциалов

Если в одной комнате два металлических предмета имеют потенциалы напряжением U1 и U2, например, смеситель и сушилка для полотенец, то можно говорить о разности потенциалов. Это напряжение, значение которого можно записать уравнением:

U = U1 – U2.

Оно возникает при соединении двух точек с потенциалами между собой проводником.

Важно! В ванной комнате этим «проводником» может оказаться мокрое тело человека, который одновременно прикоснётся к двум металлическим поверхностям.

Причины возникновения потенциалов

Существуют различные условия возникновения электрических потенциалов на токопроводящих частях и металлических объектах. Основные причины возникновения этого явления следующие.

Что измеряет вольтметр и как им пользоваться

Разность электрических потенциалов в быту возникает при условиях:

• занижение или пробой изоляции токоведущих конструкций и возникающие в результате этого утечки тока;
• образование статического электричества;
• неисправность бытового оборудования;
• неверное включение в схему питания электрооборудования;
• появление в заземляющих устройствах токов блуждающей природы.

Особую опасность представляет возникновение высокого потенциала из-за неисправности электропроводки или пробоя изоляции электроприборов при касании токопроводящей жилы металлических частей бытового или производственного оборудования.

Внимание! Пробой изоляции может произойти в одном месте, а потенциалы возникнуть совершенно в другом помещении. Например, в результате того, что квартиры соединяет одна и та же сеть отопления, пробой изоляции электроприбора на одном этаже может вызвать разность потенциалов на другом уровне и ударить человека электроразрядом.

Блуждающие токи появляются при использовании земли в качестве проводника для организации рабочего процесса электрических установок. Они тоже часто становятся причиной возникновения высоких потенциалов на батареях системы отопления или водопроводах.

Механизм образования блуждающих токов

Для чего выравнивать потенциалы

Источники питания 24 и 12 Вольт

Доходчиво объяснить, что даёт выравнивание потенциалов, может пример того, что птицу, сидящую на проводе, не убивает током. Разности потенциалов нет, значит, напряжения, проходящего через две точки тела (лапы), нет, или оно мизерное. Согласно формуле напряжения, чем ниже разность значений напряжения в точках соприкосновения, тем ниже напряжение.

К сведению. ПроцеДypa выравнивания предполагает сделать одинаковыми потенциалы на всех металлических поверхностях, доступных для прикосновения.

Опасность воздействия

Глухозаземленная нейтраль

Прохождение тока через тело, при прикосновении к элементам конструкций с разной величиной электрического напряжения, опасно для здоровья и жизни. Здесь тело является проводником тока от точки с высоким потенциалом к точке с низким значением напряжения.

Опасными хаpaктеристиками тока являются:

• частота;
• сила;
• путь прохождения через тело пострадавшего.

Наиболее опасен переменный ток. Он ощутим уже при величине до 0,6 мА. Ток, лежащий в пределах от 0,6 мА до 0, 025 мА, имеет притягивающие свойства из-за своей периодичности импульсов. Человек самостоятельно не может «отлепиться» от точек прикосновения. Конечности непроизвольно сжимаются, тело не слушается.

Сила тока выше 0,1 А вызывает фибрилляцию внутренних органов и сердца и является cмepтельно опасной.

Направления движения электричества через тело человека определяют уровень вреда здоровью.

Cмepтельные маршруты прохождения электротока:

• «рука – рука» – под воздействие попадают бронхи, лёгкие и сердце;
• «рука – нога» – страдают все внутренние органы;
• «голова – конечности» – поражаются как внутренние органы, так и мозг.

Ещё один путь вредного движения тока – «нога – нога». Это «шаговое напряжение», которое может возникнуть при нахождении в пятне растекания тока по поверхности в случае обрыва провода, находящегося под напряжением. Сердце при этом не повреждается, если человек не упал и не изменил точек соприкосновения с источником опасности.

Радиус действия напряжения шага

Виды уравнивания

Различают два вида систем уравнивания: основную (ОСУП) и дополнительную (ДСУП). Для более безопасного проживания и работы лучше всего использовать обе.

Уравнивание основное

При возведении жилых домов и служебных объектов монтируется система ОСУП. Её схема разpaбатывается ещё при проектировании.

В ОСУП входят следующие составляющие:

• заземляющая конструкция – контур;
• уравнивающие провода;
• заземляющие провода;
• шина.

Основная система должна обеспечить защиту зданий и сооружений от возникновения постороннего электричества в любых токопроводящих элементах конструкции. Это защита таких объектов, как трубопроводы, металлические компоненты постройки, электрические коммуникации и т.д. Возникший по любым причинам высокий потенциал с помощью ОСУП перенаправляется в землю.

Внимание! При производстве монтажа нельзя соединять между собой защитные PE проводники с рабочим нулём N. Только тогда ОСУП правильно действует с заземлениями типа: TN-S, TN-C-S и TT. Использовать соединения в виде шлейфов и размещать в цепи коммутационные аппараты категорически запрещено.

Дополнительное уравнивание

Этот вид уравнивания носит частный хаpaктер. Применяется в случае изменений в конструкции коммуникаций помещения, таких как:

• замена металлических участков водопроводных труб на пластиковые вставки;
• установка дополнительного электрооборудования: бойлеров, газовых колонок и прочего.

Здесь понадобится монтаж ДСУП в виде установки коробки уравнивания потенциалов (КУП) и соединительных проводников.

Схема выравнивания потенциалов в квартире

Отличие уравнивания от выравнивания

В правилах устройства электроустановок (ПУЭ), разделе 1.7 рассматриваются методы обустройства ОСУП. Рассказывается, как правильно присоединять и соединять между собой проводники защитных заземлений и систем выравнивания.

Разница между понятиями следующая:

• Выравнивание – способ соединения, который делает приблизительно равными потенциалы, возникающие на всех доступных металлических частях конструкций, для снижения напряжения, и делающее его безопасным;
• Уравнивание – устранение напряжения, возникающего между всеми легкодоступными к прикасанию металлическими поверхностями путём соединения их вместе проводами и заземлением полученного контура.

Если всё соединить между собой и подключить к защитному заземлению, это есть уравнивание.

Что такое ОСУП, для чего нужна

Доходчиво можно объяснить это на картинке системы уравнивания в доме. Для безопасности жителей и обслуживающего персонала необходимо выстроить такую систему. Все токопроводящие части оборудования, бытовых приборов, металлических коммуникаций должны присоединяться к отдельным шинам заземления, они подключаются к главной заземляющей шине (ГЗШ). ГЗШ присоединяется к контуру заземления.

Важно! На шинах должно быть столько мест для присоединения, сколько имеется объектов. Каждый объект заземляется отдельным проводником. Последовательное соединение недопустимо. Все шины должны быть доступными для осмотра, проводники – иметь достаточное сечение для выдерживания тока КЗ.

Система уравнивания потенциалов в доме

Устройство системы уравнивания потенциалов

Ее вид и монтаж зависят от назначения и размещения СУП. Существует различие при выборе комплектующих деталей и организации исполнительной схемы для производственных и жилых объектов.

Устройство основной системы уравнивания потенциалов

ГЗШ монтируется в общем вводном шкафу домового распределения.

К шине подсоединяются:

• стальная полоса 5*50 мм, проведённая от контура заземляющего устройства;
• проводник PEN в структуре заземления TN-C-S или РЕ провод в системе TN-S.

Запрещено устанавливать в цепи РЕ проводов-уравнителей разъединяющие устройства.

Устройство дополнительной системы уравнивания потенциалов

Схема выполнения этой структуры дсуп подразумевает отдельный индивидуальный подход для каждого из помещений. Отличие от основной системы – в том, что дсуп – это не отдельная единица системы, а совокупность дополнительных условий, обеспечивающих безопасность. Её устройство требует установки коробок уравнивания потенциалов и присоединение к их шинам отдельных субъектов, требующих уравнивания.

Коробки уравнивания потенциалов

Коробка включает в себя корпус и шину для уравнивания потенциалов (шдуп).

Они также отличаются друг от друга:

• размерами занимаемой ниши;
• внутренними размерами для присоединения;
• количеством и диаметром присоединяемых проводников;
• количеством вводов;
• номинальным током шдуп.

На выбор коробки влияют конструкция стен помещений, количество и мощность узлов, требующих подключения.

Шины для уравнивания потенциалов

Основное предназначение шин – выполнение ДСУП в жилом и производственном фонде. Они служат для создания прочного контакта нулевого защитного провода, линии розеточной сети в квартире и металлических коммуникаций, расположенных в этом же помещении.

Шина для уравнивания потенциалов шдуп у4

Виды монтажа

Коробки различают по типу установки. Конструкции разных коробок предназначены для размещения:

• в полостях стен;
• непосредственно в стену;
• настенное крепление.

Установка конструкции в полые и сплошные стены возможна на этапе строительства. Место для крепления выбирается с учётом предварительно составленной схемы. Расположение выбирается таким образом, чтобы был обеспечен свободный доступ для контроля и обслуживания.

Когда система монтируется в здании или помещении, которое эксплуатируется, то выполняют установку коробок открытого типа. Перед тем, как приступить к закреплению коробки, необходимо подвести к месту установки заземляющий проводник от ГЗШ.

Внимание! Основным условием использования коробки шдуп считают обязательное присоединение доступных к прикосновению открытых участков бытовых электроприборов и посторонних токопроводящих участков.

Организация дополнительной системы

Когда шина с коробкой установлена, переходят к подключению следующих объектов для уравнивания потенциала:

• трубопроводы водоснабжения;
• система канализации;
• металлические части душевых и ванн;
• радиаторы отопления;
• вентиляционные решётки;
• экранирующий провод тёплых полов.

Поверхности присоединяемых элементов зачищают от краски и защитного слоя. Провода прокладываются к каждому объекту отдельно. Присоединение выполняют с помощью болтового соединения с дополнительной врезной шайбой.

Молниезащитная конструкция

Повышение разности потенциалов в результате наведения статического электричества от разряда молнии или прямого попадания может снизить эффективность работы системы уравнивания. Молниеотвод и токоотводящий проводник тоже присоединены к контуру заземления. Поэтому нужно все металлические конструкции, электроустройства и защитное оборудование соединить в одну систему, проводники присоединять к шине, которая сообщается с заземляющим контуром. Подобную молниезащитную систему выполняют на входе в здания и там, где не может быть выполнен безопасный промежуток. Это может быть нулевой этаж или поверхность земли.

Важно! При наличии бетонных полов и вблизи мест оборудования молниеотводов выравнивание следует осуществлять возле самой поверхности земли.

Что необходимо принять во внимание

Коробки выравнивания потенциалов, несмотря на их выполнение важной задачи, нельзя расставлять повсюду. Например, в старых домах, где нулевые проводники объединены, установка такого устройства небезопасна. В случае обрыва общего заземлителя квартиры, не имеющие коробок в своих сетях, получат повышенные потенциалы от такой коробки.

Для уравнивания применяются специальные проводники жёлто-зелёной расцветки, медные, многожильные. При присоединении к шине проводник зачищают от изоляции, при подключении к объекту обжимают специальным наконечником с помощью обжимных клещей.

Присоединение уравнивающих проводников к шине

Затраты по организации и монтажу ОСУП и ДСУП окупаются безопасным проживанием и правильной работой оборудования защитной автоматики при замыканиях, утечках токов и возникновении посторонних высоких потенциалов.

Видео