Коробка уравнивания потенциалов

Отличия

СВП:

• Направлена на снижение напряженности между открытыми частями электрического оборудования и поверхностью, на которой стоит человек (пол, земля).
• Используется на большой площади (бетонный пол, земля). К примеру, в здании – это соединений всей строительной арматуры в потолке, полу, стенах между собой и главной заземляющей шиной.
• Представляет собой сетку из проводящих материалов, проложенную в грунте.

СУП:

• Направлена на снижение напряженности между электрооборудованием и сторонними металлическими частями помещения (трубы, строительные конструкции), к которым человек одновременно может прикоснуться.
• Используется на небольшой площади, в единичных электроустановках. Уменьшает разность потенциалов между открытыми проводящими частями, доступными для прикосновения одним человеком.
• Представляет собой присоединение к заземляющему устройству строительных конструкций, трубопровода, корпусов технологического оборудования.

Проанализируем все вышеописанное. Допустим существует 2 электродвигателя, которые приводят в действие 2 водяных насоса. При подключении вольтметра к корпусам электродвигателей, он покажет большое значение напряжения, опасное для жизни. Для снижения полученного значения до безопасного значения могут быть рассмотрены 2 способа:

1. Соединив корпусы стальным проводником и подключив полученную конструкцию к заземляющему устройству получится СВП.
2. Если к имеющейся конструкции присоединить сторонние металлические предметы, находящиеся в помещении, например, трубы по которым течет вода, а также соединить их с заземляющим устройством, то получится СУП.

Причины использования выравнивания потенциалов

Для начала следует определиться, что же может вызвать разность потенциалов. Она возникает в следующих случаях:

• при появлении статического электричества;
• при различиях в структуре металлических изделий;
• при высоком атмосферном напряжении (например, при грозе);
• под действием блуждающих токов.

Особую опасность представляют утечки электротока из проводов, замыкание их на корпус электроприборов. Обычно такую картину можно наблюдать в ванной, когда при прикосновении к металлическим трубам человека может ударить током. Происходит это в основном из-за повреждённой изоляции проводов, в результате чего, в проходящих в непосредственной близости водопроводных трубах, возникает разность потенциалов.

Обезопаситься от удара электротоком можно как раз при помощи выравнивания потенциалов. Для этого все металлические части корпусов бытовой техники, электрооборудования и приборов, труб водоснабжения и отопления соединяются с применением специальных проводников. Это позволяет выровнять их электрический потенциал до одинакового значения, что исключает возможность поражения током при прикосновении к ним.

Кроме этого, одним из обязательных условий является организация эффективного заземления. При его наличии металлические предметы и корпусы техники должны быть объединены с проводами, с последующим их подключением к общей шине земли, совместно с распределительным щитом.

Если заземление отсутствует или не выполняет должным образом свои функциональные задачи, то при сочетании ряда факторов поражения человека электрическим током неизбежно.

Стоит отметить, что действующие нормы строительства и безопасности обязывают строительно-монтажные организации при возведении многоквартирных домов обустраивать системы выравнивания потенциалов и защиты от поражения током путём заземления.

Но чтобы исключить риск повреждения соединяющих элементы цепи проводников (что часто случается при ремонте в квартирах) рекомендуется дополнительно организовать конструкцию, обеспечивающую выравнивание.

В частных домах решение о построении такой системы целиком ложится на плечи владельца. Но из соображений безопасности рекомендуется осуществить её монтаж.

Что такое уравнение потенциалов

По правилам устройства электроустановок, уравниванием потенциалов называют понижение разности между доступными проводящими элементами.

Зачем необходима эта система? Для примера, можно взять ванную комнату. При включении стиральной машины в бытовую розетку энергия будет проходить сквозь ее электродвигатель и поступать обратно в цепь по нулевому кабелю. От кабеля делается отвод с целью заземления корпуса прибора, что необходимо для автоматического отключения агрегата в случае короткого замыкания, сбоев в работе или при наступлении иных нестандартных ситуаций.

Из-за того, что корпус устройства подсоединен к кабелю и энергия протекает через нулевой провод, возникает опасность прохождения тока от нуля через корпус машинки, что вызовет образование электрического потенциала.

Этот показатель можно определить, применив формулу:

U=   φ1 — φ2.

Шина заземления

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.

Способы уравнивания потенциалов

Основная система уравнивания потенциалов

Устройство основной системы уравнивания потенциалов — важнейшее защитное мероприятие. В соответствии с нормой DIN VDE 0100-410 и требованиями ПУЭ п. 1.7.82, система уравнивания потенциалов в здании должна соединять между собой главную защитную магистраль (нулевой защитный PE- или PEN-проводник), главную магистраль заземления (заземляющий проводник), главную заземляющую шину (ГЗШ) (рис. 1) и проводящие элементы (рис. 2), такие как:

— металлические трубопроводы питающих здание систем(вода, газ и т.д.);

— металлические детали конструкций здания, центрального отопления и климатических установок;

— арматуру железобетонных строительных конструкций и т.д.

Основная система уравнивания потенциалов в большинстве случаев имеет один вывод из здания. ГЗШ устанавливается в помещении распределительного устройства на вводе в здание или как можно ближе к точке ввода.

Система дополнительного уравнивания потенциалов

Дополнительное (местное) уравнивание потенциалов устраивают в тех зонах размещения электрооборудования, где окружающие условия представляют опасность, а также, когда нормы прямо указывают на необходимость такой системы.

Местное уравнивание потенциалов связывает между собой все корпуса стационарного оборудования со всеми посторонними проводниками, находящимися в непосредственной близости (рис. 3).

Типичными примерами помещений, в которых принимаются меры для дополнительного уравнивания потенциалов, являются: ванные комнаты, плавательные бассейны, фонтаны, больницы и внебольничные помещения, используемые для лечебных целей, взрывоопасные зоны, оборудование дальней связи, молниезащитные объекты, антенные сооружения.

Организация-исполнитель электромонтажных работ обязана выполнять уравнивание потенциалов в соответствии с требованиями ПУЭ.

Уравнивание потенциалов системы молниезащиты

В связи с большей силой тока и крутизной его нарастания при ударе молнии, возникает гораздо большая разница потенциалов, чем вследствие утечки тока в трехфазной сети.

Поэтому, для защиты от воздействий токов молнии требуется выполнить уравнивание потенциалов.

Чтобы избежать неконтролируемых замыканий при ударе молнии, необходимо напрямую или косвенно соединить электроустановки, металлическую оснастку, систему заземления и молниезащитную систему с устройствами защиты.

Проводники системы уравнивания потенциалов должны быть соединены с шиной уравнивания, доступной для испытательных целей. Шина уравнивания потенциалов соединяется с заземлением. Крупные здания могут иметь несколько шин уравнивания потенциалов при условии, что все они будут соединены между собой.

Уравнивание потенциалов системы молниезащиты (рис. 4) должно происходить на месте ввода проводников в здание (ВРУ), а также там, где не могут быть соблюдены безопасные расстояния, в подвале или на уровне грунта.

В здании, выполненном из железобетона или с металлическим каркасом, или с системой внешней молниезащиты, имеющей отдельное исполнение, уравнивание потенциалов молниезащиты должно быть выполнено только на уровне грунта. В зданиях, высота которых превышает 30 м, на каждые последующие 20 м выполняется уравнивание потенциалов молниезащиты.

Молниепроводящие элементы необходимо размещать на безопасном расстоянии от системы уравнивания потенциалов, чтобы избежать возникновения импульсных перекрытий. Если безопасное расстояние соблюсти невозможно, то организуются дополнительные связи между молниеприемником, молниеотводом и системой уравнивания потенциалов. При этом нужно учитывать, что дополнительные связи способствуют заносу высокого потенциала внутрь здания.

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.

Вам это будет интересно Коэффициент измерения цветопередачи

Виды уравнивания и выравнивания

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.

Монтаж системы выравнивания потенциалов многоквартирного дома (производственного помещения)

Установка элементов системы начинается в процессе строительства. При создании фундамента, по всему периметру будущего сооружения прокладывается металлическая шина. Это замкнутый проводник (стальная полоса или арматура) с приваренными ответвлениями для соединения с заземлителями, и для внутренней разводки проводников. Для обеспечения равномерного растекания потенциала в физическую землю, по контуру здания устанавливается несколько групп заземлителей на равном расстоянии. По возможности, между ними обеспечивается равное расстояние.

От общей шины выполняются разветвления в каждую секцию (подъезд), где устанавливается вводной щит питания. Формируется щиток заземления, соединенный с системой выравнивания потенциалов.

Он располагается в щитовой, или в подвальном помещении. Доступ к щитку должен быть ограничен (если это не частный дом). К обслуживанию допускаются только представители энергокомпании, или ГУП.

Далее, к фундаментной шине присоединяется стеновая арматура здания.

К вертикальным элементам системы приваривается арматура перекрытия. При необходимости, выполняются шинные переходы из помещения в помещение.

После возведения стен, по наружной стене прокладывается токопроводящая шина для молниезащиты, устанавливаемой на крыше. Все эти проводники входят в систему выравнивания потенциалов.

Обязательно выполняются отводы в виде арматуры или стальных полос в шахты, по которым прокладываются вертикальные трубопроводы (стояки). После монтажа систем водоснабжения и канализации, к стальным трубам привариваются проводники для соединения с системой выравнивания потенциалов.

Это означает, что целостность системы выравнивания потенциалов нарушена. Рекомендуется продублировать соединение, просто подключив заземляющий проводник к шине заземления. Это можно сделать с помощью контактного хомута.

Выравнивание потенциалов в ванной комнате

Поскольку местом особой опасности является ванна комната, организацию схемы выравнивания следует начать с ней. Причины столь высокой электроопасности ванной кроются не только в повышенном уровне влажности, но и в большой концентрации металлических проводников, то есть труб. Установка схемы выполняется следующим образом:

1. Непосредственно в ванной или рядом с ней устанавливается пластиковая коробка с шиной.
2. От каждого металлического предмета (корпусов приборов, труб, светильника, коробки двери, если она из металла), а также от контакта заземления каждой установленной в ванной розетки и выключателя прокладывается отдельный проводник до смонтированной коробки.
3. Провода соединяются путём их надёжного зажимания болтами.
4. Прокладывается один проводник от шины до распределительного щитка и подключается к его заземлению.

Важно знать, что для эффективной работы схемы по выравниванию потенциалов не следует использовать последовательное соединение оборудования — от каждой металлической поверхности или прибора к коробке должен вести отдельный провод. В редких случаях возможно последовательное подключение не более 2 устройств, но без разрыва проводника.

В редких случаях возможно последовательное подключение не более 2 устройств, но без разрыва проводника.

Уравнивание потенциалов молниезащты и электротехнического оборудования

Соединения, необходимые для уравнивания потенциалов молниезащиты, следует выполнять в соответствии с положениями ПУЭ, соблюдая нормы сечения проводников.

Следует различать непосредственные соединения и такие, которые устанавливаются через разделительные искровые промежутки.

Допускается непосредственное соединение системы молниезащиты с такими элементами, как:

— защитные связи в сетях TN, TT и IT для защиты от поражения электрическим током при нештатных ситуациях (защита при непрямом контакте); — заземляющие устройства силовых установок мощностью выше 1 кВт при условии, что не будет заноса высокого потенциала в заземлитель; — подземные линии заземления приборов защиты от перенапряжений; — заземление систем дальней коммуникации; — антенные устройства; — заземлители системы защиты от перенапряжений охранных сооружений (заборов).

Если силовые или информационные линии экранированы либо проложены в металлической трубе, то дополнительные мероприятия по уравниванию потенциалов не требуются.

Через разделительные искровые промежутки соединяются:

— заземляющие устройства силовых установок более 1 кВт, когда может возникать занос высокого потенциала в заземлитель; — вспомогательный заземлитель от устройства защитного отключения, срабатывающего от опасного напряжения; — рельс (или обратный провод) тяговой установки постоянного тока; — рельс (или обратный провод) тяговой установки переменного тока, когда положения ПУЭ или сигнально-технические соображения не позволяют выполнить непосредственное соединение; — установки с катодной антикоррозионной защитой и с защитой от утечки тока; — заземление измерительных систем, если они спроектированы отдельно от защитных линий.

Для проведения контрольных испытаний должен быть обеспечен доступ к разъединительным искровым промежуткам. Грамотное проектирование и монтаж системы внутренней молниезащиты сводят к минимуму ущерб, обусловленный импульсами перенапряжений и разностью потенциалов, возникающих внутри здания.

Для выполнения этих работ важно привлекать опытных специалистов и надежные проектные бюро. Только профессиональное проектирование обеспечит необходимую защиту при оптимальном соотношении затрат и качества

Компания «ОБО Беттерманн» гарантирует заказчикам всестороннюю поддержку на всех стадиях реализации проекта. Ассортимент ее продукции позволяет выстроить надежную систему защиты любой сложности.

Сергей СОЛОВЬЕВ, ООО «ОБО Беттерманн»

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:

https://youtube.com/watch?v=Ume7hhDA5Zc