Уравнение потенциалов заземления. Системы уравнивания потенциалов - основная (осуп) и дополнительная (дсуп)

Уверен, многие из вас слышали про систему уравнивания потенциалов (сокращенно - СУП), но мало кто понимает что это такое и для чего это нужно. Данная статья призвана устранить это недоразумение.

Что такое система уравнивания потенциалов?

СУП предназначена для выравнивания потенциала всех проводящих частей здания:

  • элементы здания;
  • конструкции здания;
  • инженерные сети и коммуникации;
  • системы молниезащиты.

Соединение всех токопроводящих частей здания выполняется защитными проводниками PE, которые прокладываются отдельно, либо могут входить в состав линий электроснабжения. Эти проводники образуют так называемую «сетку» в здании и должны соединять все его вышеперечисленные части с заземляющим устройством и заземлителями.

В случае повреждения в электроустановке и попадания на проводящие части здания потенциала (напряжения), возникает ток короткого замыкания, либо большие токи утечки, которые приводят к отключению поврежденного участка цепи от источника питания, путем срабатывания автоматических выключателей или УЗО.

В прошлых статьях мы рассказывали о системах заземления TN-C-S, TN-S, где по требованиям ПУЭ-7 электропроводка жилых, бытовых и административных зданий запрещена без применения защитных проводников, т.е. проводников PE. Это в первую очередь положительно сказывается на электробезопасности.

Система уравнивания потенциалов (СУП) бывает 2 видов:

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

Основная система (ОСУП)

Состоит из:

  • контура заземления (заземляющее устройство);
  • главной заземляющей шины (ГЗШ);
  • «сетки» защитных проводников PE;

Главная заземляющая шина (ГЗШ), она же шина РЕ, устанавливается в вводном распределительном устройстве (ВРУ) здания. К ГЗШ подключается стальная полоса, идущая от контура заземления (заземляющего устройства).

К этой же главной шине подключается:

  • PEN-проводник вводной линий (кабеля) в системе заземления TN-C-S;
  • PE-проводник вводной линии (кабеля) в системе заземления TN-S.

1. Запрещено устраивать систему уравнивания потенциалов в домах с системой заземления TN-C.
2. Запрещено соединение защитных PE-проводников с нулевыми рабочими N-проводниками начиная от главной заземляющей шины (ГЗШ).
3. Схема соединения к заземляемым конструкциям, элементам и инженерным сетям здания должна быть радиальной. Радиальная схема выполняется следующим образом: на каждую заземляемую часть здания приходится свой проводник уравнивания потенциалов. Соединять PE-проводники уравнивания потенциалов шлейфом строго запрещено!
4. Запрещается устанавливать в цепях защитных PE-проводников различные коммутационные аппараты защиты. Непрерывность защитных проводников - это самое главное и основное требование.

Дополнительная система (ДСУП)

С основной системой уравнивания потенциалов (ОСУП) мы разобрались. Теперь давайте рассмотрим, что же такое дополнительная система уравнивания потенциалов. ДСУП необходима для обеспечения дополнительной электробезопасности в помещениях с повышенной опасностью, например, ванная комната или душевое помещение.

Она состоит из:

  • коробки уравнивания потенциалов, сокращенно КУП;
  • проводников уравнивания потенциалов.

Как монтируется ДСУП?

  1. В первую очередь необходимо определиться с местом установки коробки уравнивания потенциалов (КУП).
  2. Далее нужно соединить шину PE вводного электрического щитка (квартиры, дачи) с шиной PE, расположенной в коробке уравнивания потенциалов (КУП). Делается это медным проводом сечением 6 кв.мм.
  3. Третьим шагом, согласно , будет соединение всех металлических конструкций ванной комнаты:
    • отопление;
    • холодный водопровод;
    • горячий водопровод;
    • ванна или душевая кабина.
  4. Защитные проводники уравнивания потенциалов от заземленных конструкций прокладываем и подключаем к шине PE в коробке уравнивания потенциалов (КУП). Крепление защитных проводников уравнивания потенциалов к трубам можно производить с помощью металлических хомутов.
  5. Также дополнительному заземлению подлежат все розетки, установленные в ванной комнате.

Контроль качества

Сечение защитных проводников уравнивания потенциалов выполняются медным проводом сечением 2,5 — 6 кв. мм.

После проведения электромонтажа системы уравнивания потенциала необходимо пригласить специалистов электролаборатории для проведения следующих электрических измерений:

  • измерение сопротивления заземления;
  • проверка наличия цепи между заземляемыми конструкциями и заземляющей шиной PE в коробке (КУП).

Это была вводная информация о системе уравнивания потенциалов. Если у вас возникли уточняющие вопросы, задавайте их в комментариях.

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.

Разность потенциалов, вот что опасно для жизни человека. Самым опасным местом в нашей обители остается ванная комната. Чтобы сделать её безопасным местом пребывания, прокладывается контур дополнительного выравнивания потенциалов.

Почему дополнительное? Дело в том, что строение дома должно иметь основной контур заземления по всем современным нормам и правилам строительства. Это означает, что все металлические части и конструкции всего здания заземлены. Но в ванной комнате делают еще один, дополнительный контур уравнивания потенциалов.

Почему необходимо дополнительное уравнивание потенциалов?

Стояки горячей и холодной воды, стояки отопления, все эти части в прошлом были сделаны строго из металла. Но как известно, на смену металлу пришел пластик — полипропеленовые трубы. Если раньше, когда абсолютно все трубы были из металла и опасный потенциал, случайно оказавшись на металлической части, мог без препятствий стечь в землю, то пластик такой возможности не дает. Например, у вас стояки металлические, а вот сосед этажом ниже поменял на пластик. Теперь опасному потенциалу уходить некуда. Взявшись за трубу, на которой скопился опасный потенциал одной рукой, а другой за стояк, который заземлен, то это как раз тот случай, который может оказаться роковым.


Толковая электрика, электричество, электромонтаж для дома, дачи и офиса!

Другая опасность, если нет дополнительного уравнивания потенциалов

Ванная комната опасна и по другим причинам. Помимо металлических частей в ванной комнате присутствует сырость и одновременно множество различных электроприборов. Такое опасное сочетание как раз требует мер повышенной осторожности. В связи с этим и требуются преобразования в виде уравнивания потенциалов . Что это значит?

Все металлические части, предметы стационарного характера, соединяют проводником РЕ (защитное заземление) и отводят в одну общую коробку КУП (аббревиатура КУП — коробка уравнивания потенциалов) в системе ДСУП (аббревиатура ДСУП — дополнительное система уравнивания потенциалов). Затем, из коробки КУП общий проводник выводится на общую клемму РЕ (защитное заземление), которая находится в распределительном щите. Так мы уровняли все потенциально опасные части, и постарались, чтобы ванная комната оказалась безопасной и тихой гаванью.


Где нельзя делать дополнительное уравнивание потенциалов?

Следует помнить о том, что уравнивание делается не во всех квартирах. Если у вас по стояку в подъезде схема заземления TN-C, т.е. отсутствует заземляющий проводник PE (заземление), в ванной комнате уравнивание категорически запрещено, даже если в квартире у вас сделана трехпроводная разводка. Возможно, ваша квартира сделана по системе зануления, а не по системе заземления. Уравнивание потенциалов возможно при схемах заземления TN-C-S или TN-S , т.е. по стояку силовой линии проложен заземляющий проводник РЕ (заземление).

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.

Согласно Правилам устройства электроустановок (п. 1.7.29), которыми руководствуются в РФ, защитное заземление - заземление, выполняемое в целях электробезопасности.

Рассматривая данное определение подробнее, можно сказать, что защитное заземление выполняется преднамеренно и представляет собой электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, у которых есть возможность оказаться под напряжением из-за нарушения изоляции.

Цель защитного заземления - уберечь людей и животных от поражения током.

Цель достигается путем снижения напряжения до безопасной величины (относительно земли) на металлических частях оборудования. При замыкании на корпус заземленного оборудования снижается напряжение прикосновения. Следствием является снижение тока, проходящего через тело при прикосновении.

При электрическом переменном токе промышленной частоты, равным 50 герц, берут во внимание только активное сопротивление человеческого тела и соотносят его с величиной равной 1 кОм. В обычном состоянии сопротивление тела постоянному току соотносится с диапазоном от 3 до 100 кОм, но при длительном прохождении снижается до 300 Ом.

На рисунках указаны примерные значения, но они позволяют оценить эффективность и необходимость защитного заземления.

Величина тока короткого замыкания и сопротивление системы заземления сильно влияют на ток, проходящий через тело. Максимально допустимое значение сопротивления заземления в установках до 1 кВ:

  • 10 Ом - при мощности генераторов + трансформаторов ≤ 100 кВА,
  • 4 Ом - во всех остальных случаях.

Нормы рассчитаны с допустимой величиной напряжения прикосновения, которая в сетях до 1 кВ не должна превышать 40 В.

Защитное заземление применяется в трехфазных трехпроводных сетях:

  • напряжением до 1 кВ с изолированной нейтралью,
  • с напряжением 1 кВ и выше - с любым режимом нейтрали.

Обратите внимание!
Присоединение корпусов электроустановки к заземлителю или магистрали заземления необходимо выполнять только отдельным ответвлением. Категорически запрещено последовательное подключение (см. рисунки)!

Виды заземляющих устройств

Группировать заземляющие устройства можно следующим образом:

Естественные заземлители

К естественным заземляющим устройствам относятся все конструкции, постоянно находящиеся в земле:

  • металлические конструкции здания и фундаменты;
  • металлические оболочки кабелей;
  • обсадные трубы артезианских скважин.
  • газопроводы и трубопроводы с горючими жидкостями;
  • алюминиевые оболочки подземных кабелей;
  • трубы теплотрасс;
  • трубы холодного и горячего водоснабжения.

К естественному заземлителю необходимо минимум 2 подключения в разных местах.

Искусственные заземлители

Искусственное заземление является специальным подсоединением к заземляющему устройству. К искусственным заземлителям относятся:

  • стальные трубы определенных размеров;
  • полосовая сталь толщиной от 4 мм;
  • угловая сталь от 4 мм;
  • прутковая сталь определенных размеров.

Пользуются популярностью глубинные заземлители с омедненными или оцинкованными электродами. Они существенно превосходят традиционные методы по долговечности и затратам на изготовление заземлителя.

Специфические проблемы существуют для грунта в условиях вечной мерзлоты. Здесь эффективным решением могут стать системы электролитического заземления:

Примечания:

  • Достоинство контурного заземления состоит в выравнивании потенциалов в защищаемой зоне и уменьшении напряжения шага.
  • Выносные заземлители позволяют выбрать место с минимальным сопротивлением грунта.
  • Более подробную информацию о заземлителях можно найти в ГОСТ Р 50571.5.54-2013 «…Заземляющие устройства, защитные проводники и защитные проводники уравнивания потенциалов».

Основная система уравнивания потенциалов

Под основной системой уравнивания потенциалов понимается создание эквипотенциальной зоны в пределах электрооборудования. Цель создания - обеспечить безопасность человека и оборудования в экстренных ситуациях: срабатывание системы защиты от молний, занос потенциала, коротком замыкании.

В электрооборудовании до 1 кВ основная система уравнивания потенциалов соединяет перечисленные проводники:

  • нулевой защитный РЕ- или РЕN-проводник питающей линии в системе TN;
  • заземляющий проводник, присоединенный к заземляющему устройству электроустановки, в системах IT и TT;
  • заземляющий проводник, присоединенный к заземлителю повторного заземления на вводе в здание;
  • металлические конструкции здания: трубы коммуникаций, части каркаса здания и централизованных систем вентиляции и кондиционирования;
  • заземляющее устройство системы молниезащиты 2-й и 3-й категории;
  • заземляющий проводник функционального, действующего, заземления при его наличии и отсутствии ограничения на присоединение сети рабочего заземления к заземляющему устройству защитного заземления;
  • металлические оболочки телекоммуникационных кабелей.

По Правилам устройства электроустановок (п. 1.7.82) все указанные составляющие должны присоединяться к главной заземляющей шине при помощи проводников системы уравнивания потенциалов - это и является соединением с основной системой уравнивания потенциалов.

На рисунке указан специализированный искровой разрядник с малым напряжением срабатывания для систем уравнивания потенциалов.

Элемент, который не соединен с главной заземляющей шиной, является очень грубым нарушением целостности основной системы уравнивания потенциалов. Появление разности потенциалов, которое может привести к возникновению искры, - непосредственная угроза жизни человека и безопасности объекта.

Система дополнительного уравнивания потенциалов

Правила устройства электроустановок (п. 1.7.83) предписывают соединение друг с другом всех одновременно доступных прикосновению открытых проводящих частей стационарного электрооборудования и сторонних проводящих частей. К ним относятся:

  • доступные прикосновению металлические части строительных конструкций здания,
  • нулевые защитные проводники в системе TN,
  • защитные заземляющие проводники в системах IT и ТТ, в том числе защитные проводники штепсельных розеток.

Система дополнительного уравнивания потенциалов служит для существенного улучшения электробезопасности в помещении. Формирование эквипотенциальной зоны по принципу основной системы уравнивания потенциалов происходит за счет коротких проводников защитного заземления и уравнивания потенциалов, сведенные на шину.

На рисунках выше можно заметить значительные изменения схемы электропитания. Соединение контактов заземления розеток и клемм заземления стационарных приборов на шину дополнительного уравнивания потенциалов является крайне важным! В случае отсутствия соединений корпусов приборов с шиной, система все равно сохранит свою эффективность по безопасности. Если же земли розеток и приборов не подключены к шине, электробезопасность ухудшается в разы.

Сторонняя проводящая часть

Проводник, который не является частью электроустановки, называется сторонней проводящей частью. Формальным примером служат металлическая дверная ручка или петля.

Можно ориентироваться на 2 принципа, согласно которым выбираются части для подключения на шину дополнительного уравнивания потенциалов. Задача - не делать систему чрезмерно перегруженной.

  • Фактическая или потенциальная возможность связи с «землей».
  • Возможность появления потенциала на сторонней проводящей части при аварии электрооборудования в процессе эксплуатации.

В таблице ниже приведены примеры сторонних проводящих частей, которые стоит или нет подключать к шине дополнительного уравнивания потенциалов:

Сторонняя проводящая часть Схема Необходимость подключения
Металлическая полка, закрепленная на стене из непроводящего материала. Нет
Металлическая полка, закрепленная на стене из железобетона. Да (потенциальная связь с «землей» за счет крепежа к стене)
Металлическая полка, закрепленная на стене из непроводящего материала. На полке расположен электроприбор. Да (возможность появления потенциала при аварии прибора с классом изоляции I)
Металлическая тумбочка с резиновыми или пластиковыми колесиками на бетонном полу. Нет
Металлическая тумбочка с резиновыми колесиками на бетонном полу.
В помещении грязь и пыль в сочетании с повышенной влажностью. 		Да (потенциальная связь с «землей» за счет загрязнения и повышенной влажности)

Вопросы, связанные с уравниванием потенциалов в ванных и душевых помещениях, регулируются циркуляром № 23/2009.

Один из распространенных вопросов: может ли быть сторонней проводящей частью водопроводная вода, подающаяся по пластиковым трубам? Указанный циркуляр дает такой ответ: « …Водопроводная вода нормального качества …не рассматривается как сторонняя проводящая часть». Это означает, что такая возможность существует, как минимум из-за значительного присутствия различных железистых соединений в воде. Циркуляр рекомендует использовать токопроводящие вставки на отводах от стояков водопровода, подключив их к шине дополнительного уравнивания потенциалов.

Практика выполнения дополнительной системы уравнивания потенциалов

Наиболее распространенные варианты создания шин системы дополнительного уравнивания потенциалов:

  • С использованием стандартных коробок уравнивания потенциалов (КУП).
  • Стальная шина 4х40 (4х50) с приварными болтами опоясывающая помещение.
  • Стальная шина, уложенная в стандартный пластиковый короб.
  • Использование шины заземления в РЩ (для небольших помещений).
  • С использованием специализированного щитка типа ЩРМ - ЩЗ (встроенный щиток с шиной 100 мм2 (Cu) со степенью защиты IP54).

Выполнение двух требований является обязательным:

  • возможность осмотра соединения,
  • возможность индивидуального отключения.

Длина проводников дополнительной системы уравнивания потенциалов, соединяющих контакты штепсельных розеток, сторонние проводящие части и корпуса электрооборудования, должна быть не более 2,5 метров. Сечение от 2,5 до 4 кв.мм Сu (ПВ-1, ПВ-3). Подробнее на рис. 1.7.7 в ПУЭ п. 1.7.82.

Для электроустановки в здании с применением негорючих (ВВГнг -FRLS) кабелей использовать кабеля марки ПВ-1, ПВ-3 (проводники уравнивания потенциалов от дополнительной системы уравнивания потенциалов до ГЗШ или щитовой шины заземления) следует аккуратно. Если ПВ-1 и ПВ-3 уложить рядом с негорючими кабелями, то система (в теории) превращается в распространяющую пламя. Чаще всего контролирующие органы относятся к этому спокойно, однако иногда лучше использовать негорючие одножильные кабеля той же марки с нанесением соответствующей маркировки.

Похожие публикации