Продолжая анализировать вопросы безопасной эксплуатации электрической энергии, мы пришли к выводу, что устаревшая система электроснабжения, выполненная несколько десятилетий назад по схеме заземления TN-C, уже может создавать аварийные ситуации при подключении мощных современных бытовых приборов.

С изложением этого вопроса можно подробно ознакомиться по рассматриваемой теме. Чтобы ликвидировать случаи получения возможных электротравм, необходимо переходить на другую систему заземления, выполненную по схеме заземления TN-C-S либо ТТ.

Их анализ, преимущества и особенности приведены , где показаны возможные причины возникновения неисправностей и технические методы предупреждения их появления, способы ликвидаций электрическими защитами в автоматическом режиме.

Однако, стоит обратить внимание на то, что полностью решить электрическую безопасность дома переходом на новые стандарты схемы заземления не получится. Применяемые защитные устройства на основе и будут отключать потребителей при возникновении неисправностей в электропроводке, но они не смогут устранить возможность их появления.

Причина кроется в большом количестве внутри схемы открытых и сторонних токоведущих частей, которые при возникновении аварийных ситуациях способны хорошо пропускать через себя различные токи от посторонних источников напряжения.

Видеоролик Владимира Новикова «Удар током в детском бассейне» наглядно показывает вероятность возникновения подобного случая.

Их необходимо блокировать техническими средствами, отводить в сторону земли. Этот вопрос возложен на систему уравнивания потенциалов - общепринятое электрическое сокращение «СУП».

Назначение СУП

Используемая только в новых схемах заземления (проект заземления TN-C запрещено менять без проведения перерасчетов электрических процессов), система СУП уравнивает потенциалы:

• строительных элементов зданий;
• инженерных коммуникаций и сетей;
• конструкций молниезащиты.

Чем уравнивание потенциалов отличается от выравнивания

На первый взгляд два однокоренных слова русского языка являются синонимами, но в электротехнике им придается разный, хоть и похожий смысл. Схожее название двух терминов создает путаницу даже в среде электриков. Поэтому заостряем на вопросе внимание.

Система уравнивания

Схема здания построена на металлическом соединении - закорачивании открытых, доступных к прикосновению проводящих ток частей стационарного электрооборудования и сторонних токопроводящих элементов, вместе с металлическими строительными конструкциями зданий, когда потенциалы всех подключаемых устройств накоротко соединяются на контур земли электроустановки.

За счет очень маленького электрического сопротивления соединительных элементов потенциалы всех закороченных деталей принимают одну величину - потенциала контура земли.

Система выравнивания

Здесь тоже собираются единой цепью открытые токопроводящие элементы электрооборудования и отдельно - строительных конструкций здания своим дополнительным участком, который также заземляется, но на свой собственный контур. Поэтому электрическая связь между ними создается через участок земли, который имеет больше́е сопротивление, чем у металлической шины. К тому же оно зависит от сезона.

В итоге разность потенциалов между этими цепочками снижается, приближаясь к потенциалу земли, но, отличается от него, хоть и незначительно. В итоге при выравнивании потенциалов в защищаемой цепочки все же возможны перетоки по создаваемым защитным подключениям, которые будут оказывать отрицательное влияние на безопасность эксплуатации электроустановки.

Влияние сопротивления цепочки на прохождение тока по ней хорошо объясняет видеоролик «Падение потенциала вдоль проводника» научного института МИФИ.

Виды СУП

По обеспечению степеней безопасности СУП подразделяется на два вида систем уравнивания:

1. основную - ОСУП;
2. дополнительную - ДСУП.

Разберем их отличия.

Основная система ОСУП

В современных условиях при строительстве здания она входит в проект схемы дома и монтируется до заселения жильцов. В нее входят:

• главная шина контура заземления (ГЗШ);
• разводка «сетки» РЕ проводников по зданию, подключенной к ГЗШ;
• система проводников уравнивания потенциалов.

На ОСУП возложена функция обеспечения защиты здания от проникновения электрического тока извне по любым металлическим деталям, входящим в его строительные элементы: водо- и газопровод, металлическую пожарную лестницу и др.

Случайно попавший в них высокий потенциал от постороннего источника огромной величины мгновенно достигнет здания и благодаря конструкции ОСУП будет моментально перенаправлен в контур земли, где его энергия будет надежно погашена без причинения вреда строительным конструкциям и внутреннему оборудованию.

Если же молния ударяет в грозозащиту здания, то ее по молниеотводу сразу же направляют на землю в обход конструкции и оборудования дома по кратчайшему пути.

Система ОСУП используется по разным принципам в существующих :

• для TN-C ее запрещено применять. При возникновении необходимости уравнивания потенциалов требуется перейти на один из новых стандартов заземления;



• в TN-C-S к схеме ОСУП подключается PEN проводник, приходящий по линии электрического питания от трансформаторной подстанции. Причем на вводе в дом через установленное повторное заземление делается его разветвление через главную заземляющую шину на РЕ и N. К ГЗШ электрически подключаются все сторонние токоведущие части здания РЕ проводниками;



• у схемы заземления TN-S защитная роль ОСУП осуществляется через ГЗШ, подключенную к элементам строительных конструкций здания через РЕ-проводники;



• для схемы ТТ выполняется индивидуальное заземление дома и подключение к нему РЕ-проводников.

Особенности монтажа ОСУП

Их можно свести к трем важным вопросам:

1. после ГЗШ запрещено в любом месте схемы объединять рабочий ноль N с защитными проводниками РЕ;
2. единственным способом подключения составных элементов ОСУП к ГЗШ является радиальный метод, когда каждый заземляемый элемент дома монтируется индивидуальным проводником. Использование шлейфа в этой ситуации категорически запрещено;
3. врезать любые коммутационные аппараты в схему ОСУП запрещается.

Дополнительная система ДСУП

Если на ОСУП возлагается защита всего здания как единой конструкции, то у ДСУП задача другая - обеспечить электрическую безопасность какой-то определенной комнаты, например, ванной.

Задачи ДСУП появляются в самый неожиданный момент, когда жильцы начинают перестройку и ремонт, нарушая целостность строительного проекта. Например, замена металлических водопроводных труб пластиковыми может разорвать уже созданные электрические контакты для ОСУП. В такой ситуации ДСУП резервирует защиту и безопасность ванной комнаты и кухни, устраняя риски получения электротравм в них.

Для создания ДСУП потребуется объединить все представляющие опасность металлические конструкции и открытые токопроводящие части электроустановки с подключением их на контур земли.

В этой ситуации нельзя делать типичную ошибку, когда заземление не выполнено. Проникший на общее соединение опасный потенциал на нем и останется. Когда человек прикоснется к нему любой частью тела, то через него начнет стекать ток разряда на землю: электротравма гарантирована.

Задавайте вопросы по непонятным моментам статьи и конструкции ОСУП в комментариях.

Система уравнивания потенциалов (СУП) используется для того, чтобы обеспечить одинаковый электрический потенциал на всех способных накапливать заряд и проводить электрический элементах здания. Другими словами, требуется обеспечить эквипотенциальную поверхность. Если эта цель достигнута, то временное повышение потенциала в здании наблюдается сразу на всех предметах, благодаря чему исключается протекание опасных для человека и техники токов, либо возникновения искрения между разными элементами.

Главной системой защиты здесь служит основная система уравнивания потенциалов (ОСУП). Уравнивание достигается с помощью подключения всех проводников на электрическом вводе к ГЗШ (главной заземляющей шине).

Соединение обычно производится на ВРУ (вводном распределительном устройстве) либо в непосредственной близости с нему на специальном зажиме.

Элементы, которые требуется подключить к ГЗШ:

— Магистральный заземляющий проводник;

— Основные защитные проводники (PE, PEN);

— Металлические трубы внутренних и внешних коммуникаций в здании, а также проходящие между соседними зданиями (водопровод, канализация, газопровод);

— Металлические части каркаса постройки (сооружения);

— Любые части строительных конструкций, выполненные из металлов (система молниезащиты, кондиционирования, вентиляции, другие централизованные системы).

Обычно основная система уравнивания потенциалов оборудуется только одним выводом, который подключён к ГЗШ. Сама ГЗШ чаще всего устанавливается там же, где находится распределительное устройство.

Если в здании применяются несколько токовводов, то ГЗШ должна быть реализована для каждого отдельного ВУ (ВРУ). Точно также для каждой встроенной трансформаторной подстанции выполняется отдельная ГЗШ. Функции ГЗШ может выполнять PE-шина ВУ (ВРУ, РУНН). Каждый токопроводящий элемент в здании подключать к контуру необходимо отдельным проводником. Не допускается последовательное подключение нескольких проводников.

Сечение проводников, подходящее для использование в ОСУП, должно быть минимум 6 мм2 в случае использования меди и минимум 16 мм2 для алюминиевого провода. Также применяется стальной проводник, которые должен иметь сечение не меньше 50 мм2.

Уравнивание потенциалов — электрическое соединение проводящих частей для достижения равенства их потенциалов. ПУЭ, п. 1.7.32. Защита от косвенного прикосновения.

Так как защитное заземление (ЗУ) имеет сопротивление, и в случае протекания через него тока оказывается под напряжением, его одного недостаточно для защиты людей от поражения током.

Правильная защита создается путём организации системы уравнивания потенциалов (СУП), то есть электрического соединения и PE проводки, и всех доступных для прикосновения металлических частей здания (в первую очередь водопроводы и отопительные трубопроводы).

В этом случае, даже если ЗУ окажется под напряжением, под ним же оказывается всё металлическое и доступное для прикосновения,т.е. происходит растекание тока по значительной поверхности, что снижает напряжение, и как следствие - риск поражения током.

В кирпичных домах советского периода, как правило, СУП не организовывалась, в панельных же (1970-е и позже) — организовывалась путем соединения в подвале дома и рамы электрощитков (PEN ) и водопроводов.

Определения:

Защитное заземление -заземление, выполняемое в целях электробезопасности - ПУЭ п.1.7.29.

Рабочее (функциональное) заземление - заземление точки или точек токоведущих частей электроустановки, выполняемое для обеспечения работы электроустановки (не в целях электробезопасности) - ПУЭ п. 1.7.30.

Определение FE для сетей питания информационного оборудования и систем связи дано в следующих пунктах:

«Функциональное заземление: заземление для обеспечения нормального функционирования аппарата, на корпусе которого по требованию разработчика не должен присутствовать даже малейший электрический потенциал (иногда для этого требуется наличие отдельного электрически независимого заземлителя)» - ГОСТ Р 50571.22-2000 п. 3.14.

«Функциональное заземление может выполняться путём использования защитного проводника (РЕ-проводника) цепи питания оборудования информационных технологий в системе заземления TN-S.

«Допускается функциональный заземляющий проводник (FE-проводник) и защитный проводник (РЕ-проводник) объединять в один специальный проводник и присоединять его к главной заземляющей шине (ГЗШ)» - ГОСТ Р 50571.21-2000 п. 548.3.1

Основная система уравнивания потенциалов в электроустановках до 1 кВ должна соединять между собой следующие проводящие части:

1) нулевой защитный РЕ- или РЕN- проводник питающей линии в системе TN;

2) заземляющий проводник, присоединённый к заземляющему устройству электроустановки, в системах IT и TT;

3) заземляющий проводник, присоединённый к заземлителю повторного заземления на вводе в здание;

4)металлические трубы коммуникаций, входящих в здание…

5) металлические части каркаса здания;

6) металлические части централизованных систем вентиляции и кондиционирования….

7) заземляющее устройство системы молниезащиты 2-й и 3-й категории;

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

9) металлические оболочки телекоммуникационных кабелей.

Для соединения с основной системой уравнивания потенциалов все указанные части должны быть присоединены к главной заземляющей шине при помощи проводников системы уравнивания потенциалов - ПУЭ п. 1.7.82.

Система дополнительного уравнивания потенциалов 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 - ПУЭ п. 1.7.83. ГОСТ Р 50571.3-94.

Система местного уравнивания потенциалов.

Незаземлённая система местного уравнивания потенциалов предназначена для предотвращения появления опасного напряжения прикосновения.

Все открытые проводящие части и сторонние проводящие части, одновременно доступные для прикосновения, должны быть объединены.

Система местного уравнивания потенциалов не должна иметь связи с землёй ни непосредственно, ни посредством открытых или сторонних проводящих частей.

Обозначения:

РЕ - защитное заземление

FE - рабочее (функциональное, технологическое) заземление

Функциональное заземление применительно к учреждениям ЛПУ - для обеспечения нормальной, без помех работы высокочувствительной электроаппаратуры при питании от разделительного трансформатора или согласно техническим требованиям на некоторые виды оборудования

(электрокардиограф, электроэнцефалограф, реограф, рентгеновский компьютерный томограф и тп.) в помещениях операционных, реанимационных, родовых, палатах интенсивной терапии, кабинетах функциональной диагностики и других помещениях при установке в них указанной аппаратуры.

При отсутствии особых требований изготовителей аппаратуры общее сопротивление растеканию тока заземляющего устройства не должно превышать 2 Ом.

Где ГЗШ - главная заземляющая шина защитного заземления.

ГШФЗ - главная шина функционального (рабочего) заземления.

Вариант «А» , с точки зрения электробезопасности, допустим только при условии, что аппаратура питается от разделительного трансформатора (IT - сеть).

Использовать данный вариант для сетей типа TNS категорически не рекомендуется!

Рис.2. Схема протекания тока замыкания на корпус аппарата при использовании независимого функциональног заземления в сети типа TN.

Так как функциональное заземление в отличие от защитного не имеет точки соединения с ГЗШ, а соответственно с нейтралью, то токи короткого замыкания составят не сотни и тысячи ампер, как это происходит при защитном заземлении, а всего лишь десятки ампер. Ситуация усугубится при условии, что FE по заданию выполнено 10 Ом, а в цепи отсутствует УЗО (вычислительная техника, томографы, рентгеновское оборудование и тд.).

Максимальный ток короткого замыкания составит 15,7А.

I кз = 220(В) / (4 + 10)(Ом) = 15,7(А)

При данной схеме питания лучше воспользоваться вариантом «В» или «С», особенно если речь идет о мощном стационарном оборудовании (рентгенаппараты, МРТ и тд.).

Помимо сказанного выше, ситуация (с точки зрения электробезопасности) осложняется вероятностью возникновения разности потенциалов на раздельных системах заземления, тем более если эти системы заземления находятся в пределах одного помещения см. рис.3.

1. Шаговое напряжение при срабатывании системы молниезащиты.
2. КЗ на корпус в сети ТN-S до срабатывания системы защиты
3. Внешние электромагнитные поля.

Вариант «В» удобен при реконструкции уже действующих объектов. Функциональное заземление при этом нередко выполняют с использованием составного, глубинного заземлителя. Второй положительный момент - функциональные заземлители и заземлители защитного заземления связанные между собой проводником уравнивания потенциала взаимно дублируют друг друга увеличивая надежность системы заземления.

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.

При изучении вопроса электроснабжения моего строящегося каркасника и обеспечения электробезопасности я столкнулся с такими понятиями как "заземление", "повторное заземление", "выравнивание потенциалов", "уравнивание потенциалов". Четкого разъяснения и разграничения указанных понятий в одном месте я не нашел (может, плохо искал), поэтому попробую разобраться с ними в статьях этого сайта.

Начну с системы уравнивания потенциалов.

Электроустановка - совокупность машин, аппаратов, линий и вспомогательного оборудования (вместе с сооружениями и помещениями, в которых они установлены), предназначенных для производства, преобразования, трансформации, передачи, распределения электрической энергии и преобразования ее в другие виды энергии (п. 1.1.3 ПУЭ).

Согласно п.1.7.32 ПУЭ уравнивание потенциалов - это электрическое соединение проводящих частей для достижения равенства их потенциалов.

В соответствие с определением п. 1.7.10 ПУЭ « Сторонняя проводящая часть - проводящая часть, не являющаяся частью электроустановки». Под это определение ПУЭ попадают все металлические предметы размером более 50×50 мм, находящиеся в ванной. Точное определение понятия «сторонняя проводящая часть» приведено в ГОСТ Р МЭК 60050-195 «МЕЖДУНАРОДНЫЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ СЛОВАРЬ. Часть 195: ЗАЗЕМЛЕНИЕ И ЗАЩИТА ОТ ПОРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ»: сторонняя проводящая часть - проводящая часть не являющаяся частью электрической установки, но на которой может присутствовать электрический потенциал, обычно потенциал локальной земли. То есть принадлежность металлических частей (предметов) к сторонним проводящим частям определяется, например для ванных комнат, возможностью появления на них потенциала локальной земли.

Система уравнивания потенциалов (СУП) предназначена для выравнивания потенциала всех проводящих частей здания, в которые входят:

• конструктивные элементы здания;
• инженерные сети и коммуникации;
• системы молниезащиты (при их наличии).

Соединение выполняется защитными проводниками PE, которые образуют «сетку» в здании и должны соединять все вышеперечисленные части с заземляющим устройством и заземлителями. В случае повреждения в электроустановке и попадания на проводящие части здания потенциала (напряжения), возникают токи короткого замыкания, либо большие токи утечки, которые приводят к отключению поврежденного участка цепи от источника питания автоматическимих выключателями или УЗО.

Виды системы уравнивания потенциалов (СУП):

• основная система уравнивания потенциалов (ОСУП);
• дополнительная система уравнивания потенциалов (ДСУП).

Основная система уравнивания потенциалов (ОСУП)

Основная система уравнивания потенциалов должна состоять из следующих элементов:

1. контура заземления (заземляющее устройство);
2. главной заземляющей шины (ГЗШ);
3. защитных проводников PE;

Состав основной системы уравнивания потенциалов согласно ПУЭ

П. 1.7.82 ПУЭ устанавливает, что основная система уравнивания потенциалов в электроустановках до 1 кВ должна соединять между собой следующие проводящие части (оставил только то, что считаю нужным для моего дома ):

1. заземляющий проводник, присоединенный к заземляющему устройству электроустановки (в системе TT);
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.
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 PE щитов питания вентиляторов и кондиционеров;
6. заземляющий проводник функционального (рабочего) заземления, если такое имеется и отсутствуют ограничения на присоединение сети рабочего заземления к заземляющему устройству защитного заземления;
7. металлические оболочки телекоммуникационных кабелей.

Главная заземляющая шина (ГЗШ), она же шина РЕ, устанавливается в вводном распределительном устройстве (ВРУ) здания. К главной заземляющей шине (ГЗШ) подключается:

• стальная полоса, идущая от контура заземления (заземляющего устройства);
• PEN-проводник вводной линий (кабеля) в системе заземления TN-C-S (PE-проводник вводной линии (кабеля) в системе заземления TN-S).

От ГЗШ отходят PE-проводники групповых линий электропроводки, а также PE-проводники уравнивания потенциалов проводящих частей здания.

В основной системе уравнивания потенциалов (ОСУП) ЗАПРЕЩЕНО :

1. Соединение PE-проводников с N-проводниками, начиная от главной заземляющей шины.
2. Соединять PE-проводники уравнивания потенциалов шлейфом (т.е. последовательно друг за другом).
3. Устанавливать в цепях защитных PE-проводников различные коммутационные аппараты защиты (цепь не должна прерываться).

Схема соединения к заземляемым конструкциям, элементам и инженерным сетям здания в ОСУП должна быть радиальной, т.е. на каждую заземляемую часть здания приходится свой проводник уравнивания потенциалов.

Дополнительная система уравнивания потенциалов (ДСУП)

Дополнительная система уравнивания потенциалов необходима для обеспечения дополнительной электробезопасности в помещениях с повышенной опасностью, например, ванная комната или душевое помещение.

П. 7.1.88. ПУЭ устанавливает, что к дополнительной системе уравнивания потенциалов должны быть подключены все доступные прикосновению:

1. открытые проводящие части стационарных электроустановок,
2. сторонние проводящие части (т.е. не являющиеся частью электроустановки) и
3. нулевые защитные проводники всего электрооборудования (в том числе штепсельных розеток).

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 (т.е. с проводниками РЕ, не путать с рабочим нулём!), 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.

Не допускается использовать для саун, ванных и душевых помещений системы местного уравнивания потенциалов.

П. 1.7.83. ПУЭ устанавливает, что система дополнительного уравнивания потенциалов должна соединять между собой все одновременно доступные прикосновению:

• открытые проводящие части стационарного электрооборудования;
• сторонние проводящие части, включая доступные прикосновению металлические части строительных конструкций здания;
• нулевые защитные проводники в системе TN и защитные заземляющие проводники в системах IT и TT, включая защитные проводники штепсельных розеток.

Указанная система состоит из следующих элементов:

1. коробки уравнивания потенциалов (КУП);
2. проводников уравнивания потенциалов.

Коробка уравнивания потенциалов содержит шину РЕ, которая медным проводом сечением 6 кв.мм соединяется с шиной PE вводного электрического щитка (квартиры, дома). После этого путем присоединения к КУП производится заземление всех металлических конструкций ванной комнаты:

• отопления;
• холодного и горячего водопровода;
• ванной (или душевой кабины).

Таким образом, защитные проводники уравнивания потенциалов от заземленных конструкций прокладываются медным проводом сечением 2,5-6 кв.мм и подключаются к шине PE в коробке уравнивания потенциалов. Крепление защитных проводников уравнивания потенциалов к трубам можно производить с помощью металлических хомутов.

Также дополнительному заземлению подлежат все розетки, установленные в ванной комнате.

Вопрос обеспечения электробезопасности и выполнения системы дополнительного уравнивания потенциалов в ванных комнатах, душевых и сантехкабинах подробно рассматривается в Техническом циркуляре № 23/2009, одобреном заместителем руководителя Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору Фадеевым Н.А. (письмо от 08.07.2009 № НФ - 45/2007) и утвержденном президентом Ассоциации «Росэлектромонтаж» Хомицким Е.Ф.

Целью циркуляра является разъяснение по выполнению ряда положений глав 7.1 и 1.7 ПУЭ и конкретные рекомендации по выполнению отдельных элементов системы дополнительного уравнивания потенциалов в ванных комнатах, душевых и сантехкабинах и приведение их в соответствие с новыми международными требованиями, регламентированных стандартом МЭК 60364-5-54.

Требования к проводникам систем уравнивания потенциалов указаны в главах 7.1 и 1.7 «Правил устройств электроустановок» (ПУЭ) седьмого издания.

Однако в настоящее время при строительстве зданий получили широкое распространение пластмассовые трубы в системах водоснабжения, в связи с чем возникли дополнительные вопросы по обеспечению электробезопасности в установках, связанные с вероятностью поражения электротоком от струи воды, водопроводных кранов, смесителей, полотенцесушителей и других металлических элементов водопроводной арматуры.

Примечание

Водопроводная вода нормального качества по значению объемного электрического сопротивления (проводимости) относится к полупроводящим веществам и, с точки зрения возможности поражения электрическим током, не рассматривается как сторонняя проводящая часть .

При выполнении системы дополнительного уравнивания потенциалов в ванных комнатах, душевых и сантехкабинах необходимо руководствоваться следующим:

1. В систему дополнительного уравнивания потенциалов должны быть включены:
   • все открытые проводящие части оборудования;
   • доступные прикосновению сторонние проводящие части, включая металлическую арматуру основания пола, защитные оболочки и защитные сетки греющих кабелей, внешние металлические оболочки оборудования класса защиты II;
   • защитные контакты розеток, ванных, душевых и сантехкабин.
2. При использовании металлопластовых труб для оборудования ванных комнат, душевых и сантехкабин проводящие элементы водопроводной системы (краны, смесители, полотенцесушители, вентили и другие детали, выполненные из металла) рассматриваются как сторонние проводящие части, подлежащие включению в систему дополнительного уравнивания потенциалов. При этом рекомендуется на трубах подачи холодной и горячей воды установить токопроводящие вставки и подключить их к системе дополнительного уравнивания потенциалов. В этом случае сами элементы водопроводной системы: краны, смесители, полотенцесушители, вентили и другие детали, выполненные из металла, отдельно подключать к дополнительной системе уравнивания потенциалов не требуется.
3. В случае использования для стояков металлических труб и прохождении их в сантехническом коробе соответствующих помещений, установка токопроводящих вставок не требуется, достаточным является подключение проводников дополнительного уравнивания потенциалов непосредственно к металлическим трубам стояков.
4. В зданиях, где водоснабжение ванных, душевых и сантехкабин осуществляется ответвлениями в неармированных пластмассовых трубах , проводящие элементы водопроводной системы: краны, смесители, полотенцесушители, вентили и другие детали, выполненные из металла, не рассматриваются как сторонние проводящие части и не подлежат включению в систему дополнительного уравнивания потенциалов . В этом случае установка токопроводящих вставок перед входным вентилем со стороны стояка и подключение их к системе дополнительного уравнивания потенциалов рассматривается как рекомендуемое мероприятие. Данное техническое решение обеспечивает электробезопасность при ненадлежащем качестве водопроводной воды и/или при замене пластмассовых труб на металлопластовые в процессе эксплуатации здания.
5. При выполнении системы дополнительного уравнивания потенциалов в помещении установка специальной шины уравнивания потенциалов не обязательна. Если, при выполнении проекта, по конструктивным соображениям принято решение о необходимости ее установки, то ее рекомендуется размещать в сантехническом коробе или другом удобном для обслуживания месте.
6. В индивидуальных жилых домах , при устройстве автономной системы канализации, существует вероятность заноса потенциала локальной земли со стороны канализационных стоков. Для обеспечения безопасности в этом случае необходимо установить специальную токопроводящую вставку в фановой трубе (трубе стока), подключенную к системе уравнивания потенциалов и/или подключить к системе уравнивания потенциалов проводящие части накопителя канализационных стоков.
7. В сантехкабинах для обеспечения электробезопасности защитные контакты розеток, установленных снаружи на сантехкабинах, следует подключать к системе дополнительного уравнивания потенциалов, а светильник в туалете раздельного санузла должен быть класса защиты II, как и в зоне 2 ванной комнаты.
8. В зданиях, где водоснабжение осуществляется ответвлениями от внешней распределительной сети (магистрали), последнюю следует рассматривать, как локальную землю. При повреждениях во внешних питающих электросетях, выполненных в соответствии с требованиями ПУЭ седьмого издания, на защитном РЕ (PEN) проводнике установки, относительно локальной земли, возможно появление напряжения до 50 В, а при повреждении (обрыве) PEN проводника питающей линии до значений близких к фазному напряжению. При выполнении водопроводного ввода в трубах, изготовленных из изолирующих материалов, для обеспечения эффективной работы основной системы уравнивания потенциалов, независимо от качества подаваемой воды, следует обеспечить электрическую связь воды с системой уравнивания потенциалов непосредственно на вводе водопровода в здание .
9. Сечение проводников системы дополнительного уравнивания потенциалов, соединяющих РЕ шину щитка со сторонними проводящими частями, должно быть не менее половины расчетного сечения РЕ шины щитка. При наличии в помещении электрооборудования, соединенного защитным проводником с РЕ шиной щитка и включенным в систему дополнительного уравнивания потенциалов, соединять РЕ шину щитка со сторонними проводящими частями отдельным проводником не требуется (см. п. 7.1.88 ПУЭ).
10. Сечение проводников, соединяющих открытые проводящие части электрооборудования и/или защитные контакты розеток со сторонними проводящими частями, должно быть не менее половины сечения РЕ проводника соответствующей линии питания оборудования.
11. Сечение проводников, соединяющих открытые проводящие части электрооборудования, должно быть не менее минимального из сечений РЕ проводников линий питания соединяемого оборудования.
12. Сопротивление проводников дополнительного уравнивания потенциалов, соединяющих любые две, доступные одновременному прикосновению сторонние и/или открытые проводящие части должно быть не более, рассчитанного по формуле: R = 12/Iа, где: 12 - уровень безопасного напряжения В, принятый для зоны 0 ванных и душевых; Iа - значение тока, обеспечивающая срабатывание защиты от сверхтока за время не более 5 с, в системе TN (при отсутствии данных принимается ток отсечки) или номинальный отключающий дифференциальный ток вводного аппарата для устройства дифференциальной защиты в системе ТТ. Примечание . Применение системы ТТ допускается, в соответствии с положениями п. 1.7.59 ПУЭ, в ограниченных случаях, в частности, при подключении индивидуального жилого дома к воздушной линии до 1 кВ, выполненной неизолированными проводами.
13. По условиям механической защиты сечение медных проводников системы дополнительного уравнивания потенциалов должно быть не менее:
    • 2,5 мм 2 - при наличии механической защиты;
    • 4,0 мм 2 - при отсутствии механической защиты;
    • допускается использование стальных проводников сечением не менее 16 мм 2 .
14. Соединения проводящих частей системы дополнительного уравнивания потенциалов могут выполняться: по радиальной схеме, по магистральной схеме с помощью ответвлений, по магистральной схеме без ответвлений (присоединение к общему неразрывному проводнику) и по смешанной схеме.
15. В индивидуальных жилых домах и других малоэтажных зданиях , при наличии единственного водно-распределительного устройства (щитка), система дополнительного уравнивания потенциалов объединяется с основной системой уравнивания потенциалов.

Канализационные стоки следует рассматривать как стороннюю проводящую часть только в случае засора.

В зданиях, где водоснабжение отдельных потребителей осуществляется ответвлениями от внешней распределительной сети (магистрали), что характерно для большинства малоэтажных зданий, последнюю следует рассматривать как локальную землю.

В зданиях, где водоснабжение осуществляется ответвлениями в пластмассовых и электроизолированных металлопластовых трубах от распределительной сети (магистрали), выполненной из металлических труб и проложенной вне здания, что характерно для схем водоснабжения малоэтажных зданий, при пользовании водопроводными и отопительными системами у потребителей возможно появление токов утечки, превосходящих порог чувствительности при исправном оборудовании потребителей. Устройства дифференциальной защиты, установленные на вводе в установку к этим токам нечувствительны, так как цепь протекания данного вида тока утечки находится между РЕ проводником установки (всеми открытыми и сторонними проводящими частями) и локальной землей. Для обеспечения гарантий безопасности в этом случае следует обеспечить электрическую связь водопроводного ввода с основной системой уравнивания потенциалов и/или системой дополнительного уравнивания потенциалов.

В сантехкабинах заводского изготовления снаружи устанавливается блок выключателей и розетка, которая считается розеткой коридора. Но об этом кроме разработчиков никто не знает и граждане пользуются ими для подключения переносных приборов в ванной комнате. Для обеспечения электробезопасности защитные контакты розеток, установленных снаружи на сантехкабинах, следует также подключать к системе дополнительного уравнивания потенциалов.

Защитный РЕ провод линии розетки может рассматриваться, как альтернатива проводнику дополнительного уравнивания потенциалов только в том случае, если он подключен не непосредственно к розетке, а например, через соединительную колодку, установленную стационарно.