Назначение и устройство коробки уравнивания потенциалов

Уравнивания потенциалов. Виды и применение. Установка

Когда в ванной бьет током от металлических труб, то решить такую проблему можно установив специальную защиту для металлических объектов, которая называется система уравнивания потенциалов.

Обычно в новостройках планируют и выполняют такие защитные системы от поражения током. Но в старых домах такой вариант не всегда работает. Разберемся, что представляет собой система уравнивания потенциалов (ее сокращенная аббревиатура СУП), ее виды, и как можно самому ее сделать.

Назначение

Выясним, необходима ли система уравнивания потенциалов в обычной квартире. Все предметы, выполненные из металла, проводят электрический ток. Это нам известно из школьных уроков по физике. В наших квартирах опасными местами являются отопительные трубы, а также трубы водоснабжения, водосточная труба, водопровод, полотенцесушитель в ванной, коробы вентиляции.

Все металлические коммуникации в доме связаны друг с другом. При возникновении разности потенциалов между некоторыми объектами из металла, например, ванной и радиатором отопления, касание человека сразу этих двух объектов может привести к удару электрическим током. Это происходит потому, что тело выступает в качестве перемычки между батареей и ванной, поэтому ток протекает по телу человека от объекта, имеющего больший потенциал, к объекту с наименьшим значением потенциала.

Подобный случай опасности – это появление разности потенциалов на трубах канализации и водопровода. При возникновении утечки тока на водопроводных трубах, когда человек моется в ванной, будет высока вероятность удара током при касании включенного крана. Вода проводит ток от водопровода к канализации, а вы замыкаете своим телом эту цепь.

Чтобы исключить наличие такой опасности, необходимо уравнивание потенциалов с помощью специальной системы, установленной в квартире.

Виды
Существует два вида систем уравнивания потенциалов:
  1. Основная (ОСУП).
  2. Дополнительная (ДСУП).
ОСУП
Это главная система уравнивания потенциалов, представляющая собой контур, объединяющий следующие элементы этой системы:
  • Заземлитель.
  • ГЗШ – главная заземляющая шина. Она расположена на вводе в здание.
  • Металлические части арматуры жилого дома.
  • Короба вентиляционной системы.
  • Трубы водопровода из металла (горячее и холодное водоснабжение).
  • Защита от молнии.

В ранние времена при объединении всех этих частей не было опасности появления разности потенциалов. Но сегодня положение в корне изменилось, так как хозяева многих квартир заменяют прогнившие металлические трубы пластиковыми, либо полипропиленовыми, которые не проводят электрический ток. Пластиковые трубы разрывают цепь, в результате появляется разность потенциалов между разными металлическими деталями в ванной.

У основного вида системы имеется существенная проблема, которая заключается в том, что на значительной протяженности труб, например, в 12-этажном доме, электрический потенциал одной и той же трубы на первом и последнем этаже будет иметь большое отличие. Это приводит к опасной ситуации. Поэтому необходима вспомогательная система, о которой расскажем ниже.

ДСУП
Эта система является дополнительной, и располагается в ванной комнате. Она включает в себя такие элементы:
  • Корпус душевой кабины, либо ванны.
  • Сушка для полотенца.
  • Трубы: газовые, водоснабжения, отопления.
  • Канализационная система.
  • Короб вентиляционной системы.

Каждый элемент этой системы соединяется отдельным проводом с медной жилой. Второй конец этого провода выводят в специальную коробку (КУП).

Существуют определенные требования к созданию ДСУП по правилам ПУЭ:
  • Нельзя подключать составные части ДСУП шлейфом.
  • Запрещается выполнять ДСУП, при условии, если в квартире не установлен контур заземления.
  • Дополнительная система не должна разрываться на своем протяжении от коробки КУП до квартирного щита. В цепи нельзя устанавливать аппараты коммутации.

Если у вас нет такого защитного контура, как уравнивание потенциалов, расскажем ниже, как его можно выполнить своими силами.

Установка системы уравнивания потенциалов

Установить вспомогательную систему по выравниванию потенциалов не составляет большой сложности. Ее называют местной системой. Но такую работу лучше выполнять при проведении ремонта в квартире, так как необходимо проводит провод до щита от коробки КУП под полом, а это связано с нарушением покрытия пола, и сопутствующих ремонтных работ.

Для начала монтажа готовят некоторые материалы по следующему перечню:
  • Клеммная коробка в комплекте с шиной из меди (ШДУП).
  • Медные провода, состоящие из одной жилы. Площадь сечения проводов должна быть от 2,5 до 6 мм 2 , марки ПВ-1.
  • Крепежные элементы: болты, хомуты, фиксирующие лепестки. Они необходимы для соединения проводов всей системы уравнивания с трубами и металлическими частями.

С таким комплектом элементов можно начинать установку ДСУП. Сначала составляют схему соединений, чтобы выполнить правильное уравнивание потенциалов. На схеме также изображают места прохода провода от коробки КУП до шины заземления в квартирном щите. На рисунке показан один из примеров проекта.

Далее, готовятся к подключению сами коммуникации, то есть, зачищаются место контакта хомута с трубой, до появления металлического блеска. Это необходимо для надежности соединения. В опасной ситуации уравнивание потенциалов сработает как положено.

Затем подключают провода к каждому элементу системы. Если вы уверены в том, что не произойдет повреждения провода, то достаточно сечения провода размером 2,5 мм 2 . Но если имеются какие-либо сомнения по этому поводу, то лучше применить провод на 4 мм 2 . Все проводники проводят в коробку и выполняют надежное соединение с шиной.

Клеммная коробка для ванной комнаты должна иметь степень защиты не менее IР54. от шины коробки должен быть выведен провод сечением 6 мм 2 до квартирного щита. Здесь имеется свое требование в том, что этот провод не должен иметь пересечения с другими кабелями разных линий.

В конце работы провод соединяют с заземляющей шиной щита. На этом монтаж можно считать законченным. Для самоуспокоения можно вызвать квалифицированного электромонтера для проверки работы системы с помощью приборов, а также визуальным осмотром.

Ограничения монтажа СУП

Установку СУП рекомендуется производить во время строительства здания. Но есть некоторые ограничения по ее использованию в уже построенных домах, в которых заземление выполнено по системе ТN-С, с объединенным РЕN проводником. В таких домах запрещается выполнять уравнивание потенциалов. Иначе, во время обрыва нулевого провода создается опасность удара электрическим током жильцов других квартир, в которых нет ДСУП. Чаще всего такое ограничение распространяется для многоэтажных домов старого фонда.

Эту проблему разрешают путем перехода на заземление по системе ТN-С-S. Для этого в распределительном щите дома на главной шине заземления проводник РЕN разъединяют на РЕ и N проводы, осуществляют подключение заземляющего контура и подключают его к основной шине заземления медным проводником.

В настоящее время имеется тенденция замены металлических труб на пластиковые, которые не требуют их подключение к СУП. Если у вас уже имеется дополнительное уравнивание потенциалов металлических труб, а вы решили заменить трубы на пластиковые, то это приведет к разрыву электрической связи с шиной заземления остальных элементов, изготовленных из металла. Это сделает их опасными для человека при прикосновении одновременно к нескольким частям.

Новые правила и нормы строительства направлены на соблюдение правильности установки уравнивания потенциалов. Эту систему подвергают осмотру, проверяют по проекту перед сдачей дома. Электрическая безопасность создается при выполнении электрических соединений всех металлических частей, доступных для касания человека, с основной заземляющей шиной путем РЕ проводов.

Основная система дополняется местными системами уравнивания в местах с большой опасностью удара электрическим током. Нельзя забывать, что при установке СУП должна быть обеспечена надежная связь между элементами системы, которые подключены по радиальной схеме. При этом сечение провода должно быть не менее рекомендованного значения.

Уравнивания потенциалов молниезащитной системы

При ударе молнии возникает большая сила тока и скорость его нарастания. Из-за этого появляется разница потенциалов больше, чем от утечки тока в сети. Поэтому для создания защиты от молнии необходимо выровнять потенциалы.

Чтобы при ударе молнии не было неконтролируемых замыканий, нужно непосредственно соединить электрические устройства, металлические элементы, заземление, защитную систему от молнии с устройствами защиты. Проводники всей системы соединяются с уравнивающей шиной, которая должна быть доступна для целей испытания, она соединяется с заземляющим контуром. Большие здания обычно имеют несколько таких шин. При этом все они соединены друг с другом.

Система уравнивания потенциалов молниезащиты осуществляется на вводе в здание, и в местах, где нельзя соблюсти безопасные расстояния, например, на уровне земли, либо в подвале.

В бетонном здании, либо с каркасом из металла или имеющем молниезащиту отдельного исполнения, уравнивание молниезащиты выполняется только на уровне грунта. В высоких зданиях выше 30 метров, на каждые 20 метров делается уравнивание потенциалов молниезащиты.

Молниепроводящие детали располагают на безопасном расстоянии от СУП, во избежание импульсных перекрытий. Если такое расстояние нельзя обеспечить, то создаются вспомогательные связи между молниеотводом, молниеприемником и СУП. При этом учитывают фактор того, что вспомогательные связи дают возможность захода высокого потенциала в здание.

Коробка уравнивания потенциалов

В многоквартирных домах существует множество металлических предметов – проводников электрического тока. К ним относятся системы отопления, водоснабжения, короба вентиляции, корпуса электроприборов и другие конструктивные элементы. Всем известно, что между ними существует непосредственная связь. При утечке тока возникает реальная опасность для человека, которая устраняется разными способами.

Наиболее эффективной считается специальная система, в состав которой входит коробка уравнивания потенциалов. Она достаточно надежно защищает от поражения электрическим током, позволяет избежать травматизма и других негативных последствий.

Для чего нужно выравнивать потенциалы

Прежде чем подробно рассматривать данную систему, следует разобраться с понятиями электрического потенциала и тока. Их физические свойства наглядно видны на примере обычного проводника. Когда он находится в состоянии покоя, все заряженные частицы – положительные и отрицательные – равномерно заполняют его внутреннюю структуру.

Каждый источник тока имеет на одном из полюсов недостаточное количество электронов, а на другом – избыточное. При подключении к нему проводника, все электроны, находящиеся внутри, станут перемещаться в определенном направлении с целью выравнивания этого недостатка и избытка. Такое движение называется электрическим током, а разница в электронах известна как положительный и отрицательный электрический потенциал.

При неизменной разнице потенциалов движение электронов будет происходить в одном направлении, поэтому ток считается постоянным. Если же наблюдается частая смена мест положительного и отрицательного потенциалов, то такой ток будет называться переменным. В домашней сети такие изменения происходят 50 раз в секунду, то есть частота переменного тока составляет 50 Гц.

Все проводники, по которым протекает электрический ток, защищены изоляцией, исключающей любые контакты с окружающими предметами. Это касается всех металлических элементов, деталей и конструкций, обладающих нулевым электрическим потенциалом, по которым не должен течь ток. В идеальном варианте все они работают автономно и не представляют опасности для окружающих.

Однако довольно часто возникают ситуации, в квартире или в частном доме, связанные с утечками тока. Например, в результате аварии произошло соприкосновение токоведущего провода и батареи. В этом случае ток проникает во всю систему отопления, что приводит к изменению электрического потенциала металлического радиатора.

Подобная ситуация может привести к различным вариантам дальнейшего развития событий:

  • Человек стоит на полу в обуви, не проводящей ток. В этом случае ничего не произойдет, и поражения током не будет.
  • При нахождении на заземленном полу, человек неизбежно получает удар током. Для подобных ситуаций предусмотрено УЗО – устройство защитного отключения.
  • Человек стоит на изолированном полу, одновременно касаясь металлической трубы и батареи, находящейся под напряжением. Каждая из этих конструкций обладает разным электрическим потенциалом и ток начнет протекать через тело. Именно в этот момент человек получает электротравму. Для борьбы с этим явлением и предусмотрена система для выравнивания потенциалов.
Читайте также:  Счетчики электроэнергии на столбах с дистанционным считыванием

С этой целью все типы элементов из металла и защита приборов и оборудования, которые не должны быть под напряжением, соединяются в единую цепь. При возникновении аварийной ситуации все они будут иметь одинаковый потенциал. Даже, если напряжение составит 220 вольт, удара током не произойдет, важно, чтобы под ногами человека была изолированная поверхность.

Устройство и работа ОСУП

В качестве главного защитного элемента выступает ОСУП – основная система выравнивания потенциалов. Типовая схема включает в себя следующие части:

  • Заземляющее устройство – контур заземления.
  • ГЗШ – главная заземляющая шина.
  • Защитные проводники РЕ.
  • Проводники уравнивания потенциалов.

Для установки главной шины заземления или шины РЕ используется вводно-распределительный щит здания. В свою очередь, шина соединяется со стальной полосой, подключенной к контуру заземления. Помимо этого, к ГЗШ дополнительно выполняется подключение PEN-проводника кабельной линии на входе в случае использования системы заземления TN-C-S или РЕ-проводник при подключении заземляющей системы TN-S. Сюда же подсоединяются и РЕ-проводники, соединяемые с группами разных проводок и РЕ-проводники, входящие в систему для выравнивания потенциалов.

Основная система уравнивания потенциалов имеет свои особенности подключения и эксплуатации:

  • Запрещается соединять РЕ-проводники и нулевые рабочие провода (N) на всем протяжении линии, от начала главной заземляющей шины.
  • При подключении к заземленным конструктивным элементам здания должна использоваться радиальная схема соединения. В таких случаях всем заземляемым частям здания будут соответствовать собственные проводники, выравнивающие потенциалы. Сами уравнивающие РЕ-проводники запрещается соединять с помощью шлейфов.
  • Работа проводов защиты осуществляется непрерывно. Поэтому в цепи с такими проводниками нельзя устанавливать какую-либо защитную коммутационную аппаратуру.

В процессе эксплуатации ОСУП иногда возникают проблемы технического характера. Например, в последнее время многие хозяева квартир осуществляют замену металлических труб пластиковыми. В результате использования пластика происходит разрыв защитной цепочки, препятствующий выравниванию, и разность потенциалов возникает хаотически и бесконтрольно между любыми участками и коммуникациями.

Другая проблема основной системы заключается в существенных различиях электрического потенциала одной и той же трубы на разных этажах многоэтажного дома. То есть напряжение на первом этаже будет выше, чем на последнем, в связи с чем может сложиться ситуация, представляющая опасность для организма человека. Поэтому кроме главной, создается еще одна система уравнивания потенциалов, устанавливаемая в индивидуальном порядке во всех квартирах.

Назначение и особенности эксплуатации ДСУП

Данная система органично дополняет ОСУП и обеспечивает дополнительную электробезопасность в душах, ванных и прочих объектах, представляющих повышенную опасность.

Например, в дополнительную систему, предназначенную для ванной комнаты, входят такие конструктивные элементы и оборудование:

  • Трубы водопровода и канализации.
  • Короб вентиляции, при ее наличии.
  • Полотенцесушитель, корпуса ванн или душевых кабин.
  • Для соединения и подключения используются проводники и коробка уравнивания потенциалов.

Для подключения каждого объекта, входящего в систему, используется медный проводник с одной жилой. Его свободная часть заводится в коробку уравнивания потенциалов и соединяется с клеммой.

К подобной системе выставляются такие же требования, как и к основной:

  • Для подключения элементов запрещается использовать шлейф.
  • Установка дополнительной системы запрещается, когда в помещении отсутствует заземляющий контур, то есть используется заземляющая схема TN-C.
  • Дополнительная система уравнивания потенциалов не должна иметь разрывов на всем своем протяжении, начиная от распределительного шкафа и заканчивая коробкой для клемм, установленной на своем месте. Запрещается включать в цепочку все виды защитной аппаратуры.

Выполняем монтаж

До начала установки специалисты рекомендуют сделать чертеж, на котором точно обозначить соединения элементов. Обязательно отмечается место, где будет установлена коробка для уравнивания потенциалов. Следует отметить и места прохождения провода по всем линиям, от одной точки до другой.

На следующем этапе выполняется подготовка коммуникаций к подключению. Для этого на трубе зачищается небольшое расстояние под размеры хомута. Зачистка производится до тех пор, пока не появится металлический блеск. Таким образом, обеспечивается прочное соединение и хороший контакт, благодаря которому система обязательно сработает при возникновении аварийной ситуации.

Далее к каждому элементу подводится отдельный проводник. При отсутствии вероятности механических повреждений, сечение провода может быть 2,5 мм2. Если же такая возможность не исключается, рекомендуется перестраховаться и воспользоваться проводом сечением 4 мм 2 . Все провода, заведенные в коробку, следует надежно закрепить на шине. Коробка уравнивания потенциалов для ванной комнаты выбирается с классом защиты не ниже IP54. Провод, отходящий от шины в направлении квартирного щитка, имеет сечение 6 мм 2 . Он не должен пересекаться с другими кабельными линиями, независимо от места прокладки.

По окончании монтажа правильность всех подключений проверяется измерительными приборами и визуальным осмотром. Процедуру проверки рекомендуется поручить профессиональному специалисту-электротехнику.

Что такое разность потенциалов

Разность потенциалов электрического поля

Установка распаечных коробок

Как правильно соединить провода в распределительной коробке

Соединение проводов в распределительной коробке

КУП – коробка уравнивания потенциалов

Современные нормы эксплуатации электрооборудования предписывают обеспечить помещение, в котором имеется электричество, системой уравнивания потенциалов. Таких систем должно быть две — основная и дополнительная. В роли дополнения обычно выступает КУП — коробка уравнивания потенциалов, предотвращающая риск поражения человека током.

Разница потенциалов

Внутри зданий имеется множество элементов, являющихся проводниками электроэнергии. Если эти проводники не замкнуты, то в результате определённых причин между ними может образоваться разность потенциалов. К её возникновению приводит:

  • атмосферное перенапряжение;
  • утечка электричества из-за повреждённой изоляции силовых проводов;
  • неверное подключение приборов либо их неисправность;
  • образование блуждающего тока;
  • проявление статического напряжения.

В результате всех этих ситуаций появляется реальный риск получения электротравмы разной степени тяжести (вплоть до смертельного исхода). Особо опасно это в помещениях с высокой влажностью — душевых, ванных комнатах. Избежать таких серьёзных проблем помогает объединение проводящих ток элементов в общий контур путём их параллельного соединения.

Основная система

В качестве основных систем уравнивания потенциалов используются металлоконструкции зданий (арматура, трубы, вентиляционные короба, детали молниезащиты и лифтов). Ввиду большой протяжённости этих коммуникаций происходит возрастание сопротивления электропроводников. Именно поэтому потенциал трубопроводов на верхних этажах зданий значительно выше, чем на первых.

Для создания единого безопасного контура металлоконструкции соединяют с главной заземляющей шиной. При этом придерживаются определённых правил:

  1. Не объединяют провода системы уравнивания с рабочим нолём.
  2. К каждому элементу подводят отдельный проводник.

Все проводники, включённые в главную уравнивающую систему, не должны прерываться. Поэтому наличие в ней каких-либо коммутационных устройств категорически запрещается.

В последнее время прослеживается тенденция повсеместной замены старых труб на новые, изготовленные из разного рода пластика. Пластиковые элементы не имеют связи с заземляющей конструкцией и не обладают токопроводящими свойствами, ввиду этого металлические радиаторы теряют защиту, на них возникает разница потенциалов. Для решения этой проблемы применяется коробка ШДУП (шины дополнительного уравнивания потенциалов).

Устройство дополнительной КУП

Дополнительная система часто используется в бытовых помещениях. В неё входят следующие составляющие элементы:

  • Коробка выравнивания потенциалов. Комплектуется специальной клеммной колодкой, предназначающейся для коммутации дополнительных элементов, имеющих токопроводящие свойства. От количества таких элементов зависит размер КУП. Чаще всего коробка имеет стандартные габариты 100х100х50 мм.
  • Электрические кабели. Для их изготовления используется проволока из меди с сечением порядка 2,5−6 мм. Алюминиевые жилы для этих целей не подходят, т. к. образующаяся на них тонкая плёнка нарушает контакты и использование системы уравнивания становится бесполезным.

Выбирая подходящую коробку для выравнивания потенциалов, следует обращать внимание на то, насколько качественно выполнена внутренняя клеммная колодка. Необходимо также учитывать имя производителя, специализирующегося на выпуске КУП.

Монтаж выравнивающей коробки

Перед тем как устанавливать коробку для выравнивания потенциалов, требуется составить схему подключения. Она позволяет не допустить грубых ошибок в процессе монтажа и определить наиболее подходящее месторасположения. Устройство должно быть расположено таким образом, чтобы к нему имелся лёгкий доступ.

Установку следует начинать с прокладывания заземляющего проводника от основной шины до уравнивающей коробки. Затем необходимо закрепить коробку. На этапе строительства здания её легко расположить в полой или сплошной стене, если же монтаж осуществляется уже в готовом помещении, то корпус КУП придётся монтировать открытым способом. После закрепления коробки можно переходить к подключению следующих деталей:

  1. Труб горячей и холодной воды.
  2. Канализационной трубы.
  3. Корпуса ванны (если она металлическая, а не акриловая).
  4. Отопительного радиатора в ванной комнате.
  5. Короба металлической двери.
  6. Экрана тёплого пола.
  7. Решётки вентиляции.

Перед соединением металлических деталей их поверхность следует тщательно зачистить. Это необходимо сделать для обеспечения максимально надёжного контакта и более эффективной работы всей системы. Если вместо металлических трубопроводов в доме используются пластиковые трубы, то для их соединения применяются специальные диэлектрические вставки, равномерно установленные по всему контуру системы выравнивания потенциалов.

Провода, которыми будут соединяться составляющие системы выравнивания, должны проходить по заранее продуманным трассам. От каждого проводника по радиальной траектории к коробке должен быть проложен отдельный кабель. Коробку также нужно соединить с розетками и кабелями с помощью заземляющих кабелей.

Наиболее подходящим для монтажа коробки ШДУП считается место прохода стояков, поскольку в таком случае она находится в открытом доступе, что значительно упрощает процедуру её технического обслуживания. Важным условием эксплуатации является подключение открытых элементов электрической техники и сторонних проводящих частей.

Несмотря на то что коробка ШДУП выполняет важную защитную функцию, она не может быть установлена повсеместно. Исключения составляют дома старого фонда, в которых заземление реализовано по схеме TN-C, когда используется объединённый PEN-проводник. Если в таком случае произойдёт обрыв нулевого провода, то выравненные потенциалы создадут опасность электротравм в домах, где КУП отсутствует.

Исправить ситуацию поможет переход на заземляющую схему TN-C-S. Она реализуется путём раздвоения PEN-проводника, находящегося в распределительном щитке, на отдельные PE и N кабели. Их присоединяют к заземлительному контуру и подключают с помощью медного проводника к основной шине, отвечающей за заземление.

Молниезащитная конструкция

Удары молнии провоцируют то, что сила тока резко увеличивается и начинает быстро нарастать. Возникающая в таком случае разность потенциалов в несколько раз превосходит разницу, которая образуется при утечке электроэнергии из сети. Во избежание негативных последствий эту разницу необходимо нивелировать.

Добиться этого можно, если объединить электрические устройства, детали из металла, заземление и защищающее оборудование. Проводники подключить к уравнивающей шине, которая соединяется с заземляющей конструкцией.

Молниезащитная уравнивающая система устанавливается на входе в помещение и в местах, где безопасное расстояние не может быть обеспечено (на поверхности земли, на нулевом этаже).

В зданиях, имеющих бетонный либо металлический каркас, или в местах, оборудованных молниезащитой, выравнивание осуществляется на уровне земли. В строениях большой высоты потенциалы уравниваются через каждые 20 метров.

При установке токопроводящих элементов их требуется располагать на безопасном удалении от системы выравнивания. Иначе возникнут опасные связи между КУП, молниеприёмником и молниеотводом.

Что такое коробка уравнивания потенциалов (КУП)

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.

Читайте также:  Виды и режимы работы нулевого провода — что это такое

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:

  • установка КУП производится в месте прохода стояков;
  • обеспечивается свободный доступ к КУП;
  • обязательное подключение всех доступных открытых элементов электрооборудования, а также защитных проводников и сторонних проводящих частей;
  • монтаж системы в санузлах, ванных комнатах выполняется в обязательном порядке.

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.

Система уравнивания потенциалов

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:

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.

Справочно: За направление движения тока условно принимается направление электрической энергии — от генератора, к потребителю.

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

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

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 мм 2 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 мм 2 , алюминиевых — 16 мм 2 , стальных — 50 мм 2 . (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.

Читайте также:  Клещи для измерения постоянного или переменного тока

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 мм 2 — при наличии механической защиты;
  • 4 мм 2 — 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

Плакат-памятка по устройству системы уравнивания потенциалов.

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 вопросы? Пишите в комментариях!

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

Коробка уравнивания разности потенциалов

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:

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.

Ссылка на основную публикацию