Современные многоквартирные дома оборудованы различными инженерными системами и многочисленными бытовыми приборами, металлические элементы которых служат проводниками электрического тока и обладают своим потенциалом. При нормальной эксплуатации потенциал близок к нулю и не отличается от потенциала поверхности и других окружающих предметов. При аварии, например повреждении изоляции или заносе потенциала по трубам, потенциал проводящих частей может повышаться до нескольких сотен вольт. При одновременном прикосновении человека к двум предметам с разными потенциалами, возникает опасность поражения его электрическим током. Причиной возникновения напряжения на металлических токопроводящих частях может быть не только поврежденная изоляция, но и статическое электричество, а так же блуждающие токи систем заземления. В случае протекания через заземляющее устройство электрического тока, оно так же оказывается под напряжением и не гарантирует достаточный уровень безопасности.
Надежную защиту обеспечивает система уравнивания потенциалов (СУП), организованная по принципу электрического соединения всех доступных для прикосновения токопроводящих частей здания с нулевым защитным проводником РЕ. В данном случае, потенциально опасные металлические элементы будут иметь одинаковый потенциал, что снижает вероятность удара током, при одновременном прикосновении к ним.

Нормирование системы уравнивания потенциалов

Дополнительная система уравнивания потенциалов

В зонах повышенной опасности поражения людей электрическим током, таких как, ванная, сауна, кухня или душевая, следует выполнять дополнительную систему уравнивания потенциалов (ДСУП), для обеспечения достаточного уровня электробезопасности в случае возникновения аварийной ситуации. Система дополнительного уравнивания потенциалов соединяет между собой все одновременно доступные для прикосновения открытые и сторонние проводящие части, нулевые и заземляющие защитные проводники всего оборудования (в зависимости от типа системы), включая защитные проводники штепсельных розеток. см. п. 1.7.83 ПУЭ . Схема соединений ДСУП изображена на рисунке ниже.

Как видно из схемы, все потенциально опасные проводящие конструкции подсоединяют к клеммной коробке (шине) в коробке уравнивания потенциалов, что позволяет организовать ДСУП, не протягивая защитные проводники от каждого элемента к распределительному щитку квартиры (дома).
Изготавливают шину ДСУП из меди сечением не менее 10 мм 2 , подключая к ней шесть разъемов и более.
КУП соединяют с шиной заземления вводного распределительного щитка с использованием медного защитного PE-проводника сечением 6 мм2, заземляя таким образом все металлические части помещения. Обязательному подключению к ДСУП подлежат и выходящие за пределы помещений сторонние проводящие элементы.
В домах нового жилого фонда проводники СУП прокладываются на этапе строительства, совместно с монтажом электропроводки. В случае их отсутствия, по каким либо причинам, проводники возможно уложить самостоятельно, прорезав для этого в стяжке пола узкие канавки. Перед началом работ необходимо убедится, что в полу нет других коммуникаций. Проводники соединяют с заземляемыми объектами болтовыми соединениями, хомутами или привариванием контактных лепестков, что обеспечивает наличие прочной металлической связи между ними.
ДСУП выполняют с использованием специально предусмотренных проводников или применяют открытые и сторонние токопроводящие элементы, соответствующие требованиям п. 1.7.122 ПУЭ к защитным проводникам. см п. 1.7.83 ПУЭ . При условии отсутствия механического воздействия, требуемое сечение для проводников составляет 2,5 мм 2 и более. При возможном механическом воздействии используют проводники сечением 4 мм 2 и более. Соединение двух открытых проводящих элементов выполняют проводником сечением не менее сечения меньшего из подключенных к ним защитных проводников. Сечение проводников ДСУП, соединяющих открытую и стороннюю проводящие части, должно быть не меньше половины сечения защитного проводника, подключенного к открытой проводящей части. см. п. 1.7.138 ПУЭ .

Ограничения при уравнивании потенциалов

Монтаж СУП выполняют еще на этапе строительства здания. Однако существует ограничение по ее применению в уже имеющихся постройках. В домах с системой заземления TN-C, с объединенным PEN-проводником, выполнять дополнительное уравнивание потенциалов категорически запрещено. В противном случае, при обрыве нулевого провода, возникает опасность поражения электрическим током остальных жильцов, не сделавших ДСУП. Как правило, это ограничение касается многоэтажных зданий старого жилого фонда.
Проблема решается при возможности перехода на систему заземления TN-C-S: для чего на ГЗШ в вводно-распределительном устройстве здания PEN-проводник разделяют на PE и N проводники, выполняют контур заземления и соединяют его с главной заземляющей шиной медным проводом. Существующая в настоящее время тенденция проводить коммуникации (водопровод и канализацию) пластиковыми трубами, не требует объединение их в систему уравнивания потенциалов. Замена в уже имеющейся ДСУП металлических труб на токонепроводящие пластиковые, приводит к нарушению электрической связи с заземляющей шиной всех остальных металлических элементов помещения (батарей, полотенцесушителей и пр.), делая их потенциально опасными для человека в случае одновременного прикосновения.

Заключение

Современные нормы и правила строительства уделяют особое внимание правильности монтажа системы уравнивания потенциалов. Ее первым делом осматривают и проверяют на соответствие проектной документации при сдаче дома в эксплуатацию. Электробезопасность обеспечивают путем организации электрического соединения всех доступных для прикосновения проводящих частей здания с ГЗШ при помощи РЕ-проводников. ОСУП дополняется системой уравнивания потенциалов в зонах с повышенной опасностью поражения электрическим током.
Важно помнить, что выполнение ДСУП возможно только в домах с системами заземления с раздельной прокладкой PE и N проводников. К ним относится современная система заземления TN-S, а так же модернизированная система до схемы TN-C-S.
При монтаже СУП обязательно обеспечение прочной металлической связи между ее элементами, подключенными по радиальной схеме с соблюдением требуемого сечения защитных проводников.

Смотрите также :

По законам физики каждый проводник обладает определенным электрическим потенциалом. Но сам по себе он не опасен, а опасность несет разность потенциалов между различными металлическими предметами. И чем эта разница выше, тем выше риск поражения электрическим током.

Выравнивание потенциалов и его назначение

Разность потенциалов может быть вызвана различными явлениями: атмосферные перенапряжения, блуждающие токи, статическое электричество и т. п. Но особо опасны случаи возникновения утечек тока из электропроводки через металлические предметы в доме или корпуса электроприборов. Например, Вы находитесь в ванной и, прикасаясь к металлической водопроводной трубе, получаете поражение электрическим током, потому что у трубы другой потенциал, вызванный утечкой тока через нее из-за повреждения изоляции электропроводов в квартире этажами ниже.

Так вот, что бы избежать возможности возникновения разности потенциалов все металлические трубы, корпуса бытовой техники, светильников и т. д. соединяются металлическими проводниками между собой. В результате возникающей между ними электрической связи- у всех металлических предметов потенциал становится одинаковой величины.

Но только этого недостаточно , необходимо так же энергию электрического тока, возникающую в непредвиденных обстоятельствах отвести безопасно в землю, поэтому все металлические части объединяются проводами на шине заземления и дополнительно на нее проводится проводник с шины заземления PE электрощита.
Если этого не сделать , то например в случае пробоя изоляции и если на корпусе стиральной машины появится , то человека ударит током не при соприкосновении с другими металлическими предметами, а с любым из них, стоя на земле. То есть возникнет электрическая цепь , проходящая через тело человека на землю. А если же все предметы заземлены через шину PE электрощита, тогда ток пойдет по пути наименьшего сопротивления через заземляющий проводник. А через человека пройдет пропорционально его достаточно большому сопротивлению- безопасной величины ток.

В многоквартирном доме обязательно выполняется при строительстве основная система выравнивания потенциалов. В подвале и на крыше все металлические лестницы, двери, трубы, металлоконструкции, корпуса электрощитов и т.д. .
Но к сожалению, эта связь может обрываться или быть не эффективной по законам электротехники из-за длинных расстояний, поэтому в каждой квартире делается обязательно дополнительная система уравнивания потенциалов.

Схема выравнивания потенциалов

Ввиду того, что ванная относится к особо опасному типу помещений по электробезопасности из-за влажных условий и концентрации там металлических труб, именно в ней или сразу возле нее в санузле ставится пластиковая коробка с шиной. Под болтики шины заземления и зажимаются все проводники, подключенные на болтовое соединение или хомут ко всем металлическим частям ванной.

Внимание , на каждый металлический предмет ведется от коробки отдельный проводник- нельзя подключать одним проводом последовательно несколько металлических частей. В исключительных случаях можно сделать лишь одно последовательное соединение, но без разрыва проводника.

Необходимо соединять вместе отдельными проводами не только корпуса ванной, светильников, водопроводных труб и отопления, но и заземляющие контакты розеток и коробку металлических дверей в ванной.

Как правило, коробка с шиной заземления устанавливается либо в ванной, но чаще- в санузле за зашивкой труб, там проходящих. Доступ к ней как и счетчикам воды всегда можно получить через дверцу в зашивке.

По современным требованиям по междуэтажному стояку с трубами ведется дополнительно заземленная полоса шириной 50 миллиметров или оцинкованная проволока диаметром не менее 6 мм, к которой отдельным медным проводником подключается коробка выравнивания потенциалов. Благодаря этому создается кольцо между электрощитом и заземлителем дома, а это двойная надежность.

Как сделать дополнительную систему выравнивания потенциалов

Систему выравнивания потенциалов легко будет сделать самостоятельно в своем частном доме или квартире, не обращаясь к специалистам.
Пошаговая инструкция:

Вот и все готово! Раз в год или несколько лет проверяйте надежность и подтягивайте все контакты.

Похожие материалы:

Или здание помимо электрического оборудования имеет множество других инженерных узлов, которые в нормальном режиме не находятся под напряжением. Это такие элементы как металлические трубопроводы горячего и холодного водоснабжения, канализации, металлические короба вентиляции, металлорукава, строительные конструкции и т.д. Иными словами, любое здание имеет множество элементов и конструкций, способных проводить электрический ток, но зачастую не предназначенных для этого.

Каждая металлическая часть коммуникаций обладает электрическим потенциалом. В силу законов физики эти потенциалы для каждого металлического элемента могут отличаться, образуя разность потенциалов т.е. электрическое напряжение.

Электрическое напряжение между неизолированными металлическими элементами создает опасность для человека. Также причиной возникновения напряжения между нетоковедущими элементами могут быть выход из строя изоляции фазных жил кабелей системы электроснабжения, атмосферные перенапряжения (молния), статическое электричество, блуждающие токи и так далее.

Для того что бы потенциалы всех металлических элементов были одинаковы и создается система уравнивания потенциалов . Если токоведущие части имеют непосредственное электрическое соединение, то потенциал их всегда одинаков, и напряжение между ними не возникнет.

В соответствии с действующими нормативными документами в каждом здании (сооружении) должна быть выполнена основная система уравнивания потенциалов, которую следует реализовать путем присоединения к главной заземляющей шине (ГЗШ) электроустановки следующих проводящих частей:

— защитных проводников;

— заземляющих проводников устройств защитного, функционального и молниезащитного заземлений, если такие устройства в электроустановке здания (сооружения) предусмотрены;

— металлических труб коммуникаций, входящих в здание (сооружение) извне: холодного и горячего водоснабжения, канализации, отопления, газоснабжения (в случае наличия изолирующей вставки на вводе в здание присоединение осуществляется после неё со стороны здания) и т.п.;

— металлических частей каркаса здания (сооружения) и металлических конструкций производственного назначения;

— металлических частей систем вентиляции и кондиционирования;

— основных металлических частей для усиления строительных конструкций, таких как стальная арматура железобетона, если это возможно;

— металлических покрытий (оболочек, экранов, брони) телекоммуникационных кабелей (при этом следует принять во внимание требования собственника указанных кабелей или организации, обслуживающей эти кабели, относительно такого присоединения).

Проводящие части, которые входят в здание (сооружение) извне, должны быть соединены с проводниками основной системы уравнивания потенциалов как можно ближе к точке ввода этих частей в здание (сооружение).

Пример построения схемы системы уравнивания потенциалов в нашиш проектах приведен в статье ««.

Иногда для обеспечения безопасности помимо основной системы уравнивания потенциалов необходимо создание .

Дополнительная система уравнивания потенциалов выполняется в дополнение к основной системе уравнивания потенциалов, когда защитное устройство не может обеспечить выполнение требований к времени автоматического отключения питания.

В некоторых специальных электроустановках с повышенной опасностью поражения электрическим током, например, расположенных в ванных и душевых помещениях , нормативные документы, в которых рассматриваются эти электроустановки, могут требовать выполнение дополнительной системы уравнивания потенциалов при любых обстоятельствах.

Дополнительная система уравнивания потенциалов может охватывать всю электроустановку, ее часть или отдельные аппараты электроустановки.

Дополнительная система уравнивания потенциалов должна объединять (путем соединения защитными проводниками) все доступные одновременному прикосновению открытые проводящие части стационарного электрооборудования и сторонние проводящие части, в том числе, если это возможно, основные металлические части для укрепления строительных конструкций, такие как стальная арматура железобетона.

К дополнительной системе уравнивания потенциалов должны быть также присоединены защитные проводники всего электрооборудования, в том числе штепсельных розеток.

Для выполнения функций проводников основной и дополнительной систем уравнивания потенциалов следует применять, как правило, специально проложенные стационарные проводники.

Величины сечения проводников основной системы уравнивания потенциалов должны быть не меньшими 6 мм 2 по меди, 16 мм 2 по алюминию и 50 мм 2 по стали.

Сечение проводника дополнительной системы уравнивания потенциалов должно быть не меньшим 4 мм 2 по меди (при наличии механической защиты допускается 2,5 мм 2) и 16 мм 2 по алюминию.

Уравнивание потенциалов - снижение разности потенциалов между доступными одновременному прикосновению открытыми проводящими частями - ОПЧ , сторонними проводящими частями - СПЧ , заземляющими и защитными проводниками (РЕ - проводниками), а также РЕN - проводниками путем электрического соединения этих частей между собой.

Назначение уравнивания потенциалов с помощью эквипотенциальных связей - сделать среду обитания человека свободной от появления разности потенциалов и обезопасить человека от поражения электрическим током. Это означает, что все проводящие части электротехнического (ОПЧ) и неэлектротехнического оборудования, строительных конструкций (СПЧ) должны быть соединены между собой.

Части, которые не могут сохранить общий потенциал (не могут быть присоединены к общей системе уравнивания потенциалов), должны быть отделены от остального оборудования таким образом, чтобы они не были доступны для одновременного прикосновения. Если в результате повреждения изоляции или индукции возникает импульс напряжения на одной из доступных проводящих частей, то все доступные одновременному прикосновению проводящие части должны приобрести то же самое напряжение для исключения появления разности напряжений , опасной для человека. В случае, когда одна из доступных частей является землей, все окружающее оборудование должно быть соединено с землей через возможно более низкое сопротивление.

Выравнивание потенциалов - снижение разности потенциалов (шагового напряжения) на поверхности земли или пола при помощи защитных проводников, проложенных в земле, в полу (или на поверхности) и присоединенных к заземляющему устройству , либо путем применения специальных покрытий. При распределенном заземляющем устройстве безопасность обеспечивается не только уменьшением потенциала заземлителя, но и выравниванием потенциалов на защищаемой территории до такого значения, чтобы максимальные напряжения прикосновения и шага не превышали допустимых.

Изменение потенциала в пределах площадки, на которой размещены электроды заземлителя, происходит плавно . При этом напряжение прикосновения U пр и напряжение шага U ш имеют небольшие значения по сравнению с потенциалом заземлителя. Однако за пределами контура по его краям наблюдается крутой спад потенциала. Чтобы исключить в этих местах опасные напряжения шага, которые особенно высоки при больших токах замыкания на землю, по краям контура за его пределами (в первую очередь в местах проходов и проездов ) укладывают в землю на различной глубине дополнительные стальные полосы , соединенные с заземлителем. Тогда спад потенциала в этих местах происходит по пологой кривой.

Внутри помещений выравнивание потенциалов происходит благодаря металлическим конструкциям, трубопроводам, кабелям и подобным им проводящим предметам, связанным с разветвленной сетью заземления. Арматура железобетонных зданий также способствует выравнивание потенциалов.

Защитные меры в электроустановках. Меры защиты при косвенном прикосновении. Уравнивание потенциалов

Уравнивание потенциалов

Электрическое соединение проводящих частей для достижения равенства потенциалов, выполняемое в целях электробезопасности называется защитным уравниванием потенциалов.

Защитное уравнивание потенциалов применяется в электроустановках до 1 кВ.

Согласно ПУЭ, основная система уравнивания потенциалов в электроустановках до 1 кВ должна предусматривать соединение между собой следующих проводящих частей:

нулевого защитного (РЕ) или совмещенного нулевого защитного и нулевого рабочего проводника (РЕN), в системе TN.
заземляющего проводника, присоединенного к заземляющему устройству электроустановки, в системах IT и ТТ;
металлические трубы коммуникаций входящих в здание (горячего и холодного водоснабжения, канализации, отопления, газоснабжения и т.п.);
металлические части каркаса здания, систем вентиляции;
заземляющее устройство молниезащиты;
заземляющий проводник рабочего заземления;
металлические оболочки телекоммуникационных кабелей.

Все указанные части должны присоединяться к главной заземляющей шине при помощи проводников системы уравнивания потенциалов.

Дополнительно необходимо соединять между собой все одновременно доступные прикосновению открытые проводящие части стационарного электрооборудования и 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.

Выравнивание потенциалов

Выравнивание потенциала - это метод снижения напряжения прикосновения и шага между точками электрической цепи, к которым возможно одновременное прикосновение или на которых может одновременно стоять человек.

Выравнивание потенциала осуществляется электрическим соединением металлических конструкций, находящихся вблизи электроустановки, с ее корпусом (уравнивание потенциалов), а также формированием зоны растекания путем использования специальных заземляющих устройств.

Заземляющее устройство, которое выполняется с соблюдением требований к его сопротивлению в электроустановках напряжением выше 1 кВ, должно иметь в любое время года сопротивление не менее 0,5 Ом.

Электроустановки напряжением выше 1 кВ с глухозаземленной нейтралью относятся к электроустановкам с большими токами замыкания на землю. К ним также относятся электроустановки 110 кВ и выше, в которых нейтрали отдельных трансформаторов изолированы или заземлены через резисторы или реакторы. Снижением величины сопротивления заземляющего устройства обеспечить безопасность персонала обслуживающего эти электроустановки, как правило, не представляется возможным из-за больших величин напряжения прикосновения и напряжения шага, получаемых при замыканиях на землю (на корпуса и металлоконструкции электроустановок). Поэтому заземление в данных электроустановках применяется с выравниванием потенциалов.

Выравнивание потенциалов осуществляется сооружением на территории электроустановки контурного заземляющего устройства. Это устройство представляет собой систему электродов длиной 2,5-5 м забитых в землю и соединенных между собой стальными полосами. Вся эта система сооружается в траншеях глубиной 0.6 - 0.7 м и представляет собой металлическую сетку, расположенную в земле на территории размещения электрооборудования (Э), подлежащего заземлению (рис. 4.15, а и б).

Рис.4.15 Распределение потенциала в зоне растекания тока (в) при использовании заземления с выравниванием потенциалов (а) и (б).

При замыкании на заземленный корпус, стекающий в землю ток образует зону растекания. Распределение потенциалов в зоне растекания определяется конструкцией заземляющего устройства. Для контурного заземляющего устройства потенциалы отдельных электродов суммируются, и в результате потенциал грунта на территории электроустановки выравнивается и принимает значение близкое к потенциалу заземлителя. Ток, проходящий через тело человека, прикоснувшегося к заземленному электрооборудованию, будет определяться выражением (2.10):

и будет зависеть от коэффициента a.

Изменением коэффициента a можно обеспечить снижение тока в цепи человека до безопасной величины. Напряжение шага также уменьшится при использовании контурного заземляющего устройства. Пример формирования зоны растекания контурного устройства показан на рис. 4.15, в.

Размещение заземляющей сетки определяется требованиями ограничения напряжения прикосновения до нормальных значений и удобства присоединения заземляемого оборудования. Расстояние между продольными и поперечными горизонтальными заземлителями не должно превышать 30 м, а глубина их заложения в грунт должна быть не менее 0,3 м. Для снижения напряжения прикосновения на ОРУ выполняется также подсыпка щебня слоем толщиной 0,1 - 0,2 м.

Двойная или усиленная изоляция

В ПУЭ даются следующие определения изоляции:

основная изоляция - изоляция токоведущих частей, обеспечивающая в том числе защиту от прямого прикосновения;
дополнительная изоляция - независимая изоляция в электроустановках напряжением до 1 кВ, выполняемая дополнительно к основной изоляции для защиты при косвенном прикосновении;
двойная изоляция - изоляция в электроустановках напряжением до 1 кВ, состоящая из основной и дополнительной изоляции;
усиленная изоляция - изоляция в электроустановках напряжением до 1 кВ, обеспечивающая степень защиты от поражения электрическим током, равноценную двойной изоляции.

Защита при помощи двойной и усиленной изоляции может быть обеспечена применением электрооборудования (инструмента) класса II или заключением электрооборудования, имеющего только основную изоляцию токоведущих частей в изолированную оболочку.

Проводящие части оборудования с двойной изоляцией не должны присоединяться к защитному проводнику и к системе уравнивания потенциалов.

Сверхнизкое (малое) напряжение

Применяется в электроустановках напряжением до 1 кВ в качестве защиты от поражения электрическим током при прямом и (или) косвенном прикосновениях, в сочетании с защитным электрическим разделением цепей, или в сочетании с автоматическим отключением питания.

Защитное электрическое разделение цепей

Применяется в электроустановках до 1 кВ, как правило, для одной цепи.

Наибольшее рабочее напряжение отделяемой цепи не должно превышать 500В.

Питание отделяемой цепи должно выполняться от разделительного трансформатора, или безопасного разделительного трансформатора, или от другого источника, обеспечивающего равноценную степень безопасности.

Токоведущие части цепи, питающейся от разделительного трансформатора, не должны иметь соединений с заземленными частями и защитными проводниками других цепей.

Если от разделительного трансформатора питается только один электроприемник, то его открытые проводящие части не должны подключаться ни к защитному проводнику, ни к открытым проводящим частям других цепей.

В исключительных случаях допускается питание нескольких электроприемников от одного разделительного трансформатора при одновременном выполнении следующих условий:

открытые проводящие части отделяемой цепи не должны иметь электрической связи с металлическим корпусом источника питания;
открытые проводящие части отделяемой цепи должны быть соединены между собой изолированными незаземленными проводниками местной системы уравнивания потенциалов, не имеющей соединений с защитными проводниками и открытыми проводящими частями других цепей;
все штепсельные розетки должны иметь защитный контакт, присоединенный к местной незаземленной системе уравнивания потенциалов;
все гибкие провода и кабели, за исключением питающих оборудование класса II, должны иметь защитный проводник для уравнивания потенциалов;
время отключения защиты при 2-х фазном замыкании на открытые проводящие части не должно превышать нормируемое табл. 4.1 время (для системы IT)

Изолирующие (непроводящие) помещения, зоны и площадки

В случаях, когда в электроустановках до 1 кВ требования к автоматическому отключению питания не могут быть выполнены, а применение других защитных мер невозможно или нецелесообразно применяют изолирующие помещения, зоны и площадки.

Сопротивление изоляции пола и стен таких помещений, зон и площадок в любой точке должно быть не менее:

50 кОм для установок до 500 В;

100 кОм для установок выше 500 В.

В изолирующих помещениях, зонах и площадках не должны предусматриваться защитные проводники, а также должны применяться меры против заноса потенциала на сторонние проводящие части помещения извне.

Пол и стены таких помещений не должны подвергаться воздействию влаги.

При выполнении мер защиты от прямого и косвенного прикосновения в электроустановках напряжением до 1 кВ классы применяемого электрооборудования (электроинструмента) по способу защиты человека от поражения электрическим током следует принимать в соответствии с табл. 4.2.

Таблица 4.2. Применение электрооборудования (электроинструмента) в электроустановках напряжением до 1 кВ

Маркировка	Назначение	Условия применения в электроустановке
	При косвенном прикосновении	Применение в непроводящих помещениях. Питание от вторичной обмотки разделительного трансформатора только одного электроприемника
Защитный зажим - знак или буквы РЕ, или желто-зеленые полосы	При косвенном прикосновении	Присоединение заземляющего зажима электрооборудования к защитному проводнику электроустановки
	При косвенном прикосновении	Независимо от мер защиты принятых в электроустановке
	От прямого и косвенного прикосновения	Питание от безопасного разделительного трансформатора