Шина выравнивания потенциалов

Система уравнивания потенциалов

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

Нормирование системы уравнивания потенциалов

Согласно п. 1.7.32 ПУЭ, под защитным уравниванием потенциалов понимают электрическое соединение проводящих частей для достижения равенства их потенциалов, выполняемое в целях электробезопасности.
Систему уравнивания потенциалов (СУП) используют для устранения разности напряжений всех проводящих элементов и конструкций здания, а так же относящихся к нему инженерных сетей и коммуникаций между собой и заземляющим устройством, путем их объединения в единый контур с использованием защитных проводников.
Защитные проводники могут находиться в составе линий электроснабжения здания или прокладываться отдельно. Подключение каждого токопроводящего элемента необходимо выполнять отдельным проводом, с помощью болтовых соединений, зажимов или сварки, с обязательным соблюдением условий доступности для осмотра и проведения испытаний, а так же защиты от механических повреждений и коррозии. Соединения не должны выполняться пайкой.
В составе СУП отдельного здания различают основную и дополнительную системы уравнивания потенциалов. Правила по их выполнению определены в следующих нормативных документах:

1. Стандарт МЭК 364-4-41; ГОСТ 13109-97 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения;
2. ГОСТ Р. 50571.1-93 Электроустановки зданий. Основные положения;
3. ГОСТ Р. 50571.2-94 Электроустановки зданий. Основные характеристики;
4. Правила устройства электроустановок (ПУЭ 7-го издания).

Основная система уравнивания потенциалов

Основная система уравнивания потенциалов (ОСУП) объединяет все крупные токопроводящие части здания, в обычном состоянии не имеющие электрического потенциала, в единый контур с главной заземляющей шиной. Рассмотрим графический пример выполнения СУП в электроустановке жилого дома.

Система уравнивания потенциалов в жилом доме

Согласно приведенной схеме ОСУП состоит из следующих элементов:

• контура заземления (заземляющего устройства);
• лавной заземляющей шины (ГЗШ);
• нулевых защитных проводников;
• проводников уравнивания потенциалов.

Перечень проводящих частей в электроустановках до 1 кВ, подлежащих соединению в ОСУП, определен в п. 1.7.82 ПУЭ. Главную заземляющую шину можно установить внутри вводно-распределительного устройства или обособленно, при соблюдении следующих условий: расположение неподалеку от защищаемого объекта, обеспечение доступа для ее обслуживания и обязательной защиты от возможного прикосновения.
Внутри вводно-распределительного устройства в качестве ГЗШ используют шину нулевого защитного проводника РЕ, что обеспечивает не только подключение защитного нуля питающей входящей линии с нулевыми проводниками распределительной сети здания, но и выполняет функцию присоединения отдельных проводящих частей и заземляющих устройств. Отдельно расположенная шина соединяет только входящие в ОСУП токопроводящие конструкции и заземлители. Площадь сечения такой ГЗШ должна быть не менее площади сечения нулевого защитного проводника питающей входящей линии.
Главную заземляющую шину изготавливают из меди, возможно применение стали.
К ней подключают контур заземления и нулевые защитные проводники (PEN или PE в зависимости от выбранной системы заземления). Металлические части и конструкции здания, а так же относящиеся к нему коммуникации и систему вентиляции монтируют к ГЗШ по радиальной схеме, выполняя соединения каждого токопроводящего элемента отдельным проводником уравнивания потенциалов, с возможностью отключения любого из них.
Токопроводящие части коммуникаций, входящие в здание извне, необходимо присоединять к ГЗШ как можно ближе к точке их ввода. К соединительным проводникам ОСУП предъявляют повышенные требования, главным из которых является их непрерывность. Поэтому установка в цепях различных коммутационные аппаратов строго запрещена. Проводники имеют жёлто-зеленую окраску с обязательным наличием бирки с наименованием присоединяемого элемента. Закрепляют их на шине болтовыми соединениями, к проводящим конструкциям крепят так же при помощи сварки, для труб коммуникаций используют хомуты.
Сечение проводников уравнивания потенциалов должно быть не менее: 6 мм 2 – для медных, 16 мм 2 – для алюминиевых и 50 мм 2 – для стальных. см. п. 1.7.137 ПУЭ.

Дополнительная система уравнивания потенциалов

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

Система уравнивания потенциалов в ванной комнате

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

Ограничения при уравнивании потенциалов

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

Заключение

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

Особенности ШДУП У4

В быту, порой, случаются такие опасные моменты, когда пользователь, дотронувшийся к отопительному радиатору, получает удар электротоком. Проходит это из-за создавшейся разности потенциалов на железных конструкциях внутридомовых сетей: водоснабжения и теплоснабжения. Негативный процесс устраняется путем обустройства системы защиты: общей и местной, способной дополнительно уравнять электропотенциал. Реализуется это путем установки приборов — ШДУП У4.

Что это такое

ШДУП — это шина дополнительного уравнивания потенциалов, предназначенная для исполнения защитной функции от воздействия электротоком в ванной, кухне, бытовых помещениях и других, оборудованными инженерными сетями, с помощью создания сильного электроконтакта. Устройство имеет возможность быть размещенным посреди: 0-защищающего провода, ре-проводником и пакетной электророзеточной сети и легкодоступными к прикосновению посторонними токопроводящими устройствами:

• В ванной комнате — трубопроводами холодной, ГВС и чугунной ванной;
• в кухонных помещениях — трубопроводами холодной воды, ГВС, теплоснабжения, газовыми трубопроводами и доступными токопроводящими элементами бытовых электроприборов, присоединенных к электросети по постоянной линии питания.

Система ШДУП У4 защищает пользователя от поражения электротоком. Прибор устанавливается в жилых и общественных зданиях, уровень безопасности «У4» — гарантирует работоспособность аппарата во влажных комнатах и обустроенных токопроводящими стальными системами.

• Система централизованного водопровода;
• внутридомовая система теплоснабжения;
• система водоотведения;
• ванный полотенцесушитель.

Характеристики

Шина дополнительного уравнивания потенциалов ШДУП У4 имеет другое название — коробка ШДУП и используются для защитной функции в комплексах жизнеобеспечения методом уравнивания потенциалов. Согласно требованиям п. 7-1/1988 ПУЭ к системе ШДУП обязаны присоединяться все легкодоступные к касанию токопроводящие элементы электрооборудования, сторонние проводящие элементы и 0-провода всех устройств, включая электророзетки. Для ванных/душевых комнат такая схема считается обязательной и может предусмотреть, подсоединение посторонних проводящих элементов, находящихся вне квартиры. Шина ШДУП производится согласно требованиям ТУ 3431-008/2006.

Технические данные ШДУП в электросетях до 0.4 кВ:

• Площадь сечения шины не меньше — 9.0 мм2.
• Предельное число соединений, не менее — 6 ед.
• Площадь сечения провода, подключаемых устройств — 1.5-6.0 мм2.
• Размеры — 87.0×87.0×45.0мм.
• Корпус — пластмассовый.
• Ввод/вывод проводов происходит сквозь отверстия в боковых стенах.
• Установка — вертикальная/ горизонтальная.

Разновидности уравнивания

Первоначально нужно узнать каким образом она функционирует. Все стальные детали внутридомовых сооружений в общедомовом масштабе соединены в цельную сеть. В таком положении, они обладают нулевым электропотенциалом, и поэтому безопасны. Но если потенциал образовался между 2-мя стальными компонентами в контуре, то при касании их, пользователь сможет быть поражен электротоком. Применяемые в электросетях выравнивающие устройства подразделяются на основную и дополнительную защиту.

Основная система

Эта вариант защитных систем укорочено именуется ОСУП. Она реализована в виде контуров, выполненных из стальных пластинок и соединяющихся в цельную конструкцию с функциональными узлами:

• ГЗШ — главную заземляющую шину для объединения устройств, которые подлежат заземлению;
• железные арматурные конструкции жилых домов либо иного объекта строительства;
• защитные компоненты строительных объектов молниезащиты;
• внутридомовая система отопления;
• стальные конструкции вентилирующих установок;
• сантехнические трубы подачи воды и дренажа.

Важно! Как правило, для установки ГЗШ, подбирается индивидуальное установочное место в вводном электрораспределительном шкафу. В противном случае применяется другая металлосборка, где полосой из стали или меди выполнен подвод к заземлению.

Дополнительное выравнивание

Шина ДСУП доп. уравнивания — это особенная металлическое устройство, устанавливаемое для электросоединения последующих функциональных инженерных узлов во влажных строениях:

• Душевой установки и чугунной ванны;
• электропроводящие элементы вентсистемы, если вход в ванную организован железным воздуховодом;
• канализационно-дренажные трубопроводы;
• устройство для просушки белья;
• водяные трубопроводы и отопительные батареи, требующие заземления.

Для ДСУП понадобится установить специально отведенный шкаф либо железную коробку, от которой медные провода подводятся к вышеперечисленному объекту. Она несет вспомогательную функцию, другими словами дополняющая ОСУП.

Конструкция шины

Для защиты от воздействия потенциалов, правилами ПУЭ предусмотрены стандарты монтажа 2-х систем — общедомовой и местной. Первая содержит связанные между собою контуры заземление, основная защитная шина, стальные сооружения квартиры и молниезащитные сооружения. При безошибочном проведении обвязки компонентов, угроза от разности потенциалов не наступит.

Однако в сегодня многие собственники квартир, оборудуют собственные жилища пластмассовыми трубопроводами, которые сейчас пришли на смену стальным. В приведенном варианте, основной заземляющий контур нарушается. По этой причине, из-за абсолютной токовой непроходимости тока пластмассой, сможет проявиться разница потенциалов между разными контурами.

К небезопасным режимам при происхождении разницы потенциалов, можно отнести то, что эта разница значительно растет пропорционально длине участка.

Для корректировки проблемы выполняют установку вспомогательного парка оснащения защиты от потенциалов. В представленную систему включаются коробка уравнивания (КУП), в ней размещена шина (ШДУП).

Обратите внимание! Тип комплекса уравнивания выбирают, отталкиваясь от определенного вида строения. К вышеуказанной коробке присоединяются разные стальные компоненты конструкций, к которым причисляют все внутридомовые инженерные сети. Основное различие дополнительной системы в том, что она обеспечивает защиту в отдельно взятом помещении.

Как правильно устанавливать

Установка представленной системы выполняется относительно быстро и легко, поскольку в ней используется исключительно заземляющий провод. При подсоединении разных проводников, нужно уделить пристальное внимание безошибочности и качественности выполнения контактных соединений.

Для выполнения подключения понадобится:

• Коробка ШДУП У4 ;
• провода;
• крепежи и сборочные материалы.

Абсолютно любые работы с силовыми линиями начинают с оформления точного проекта, в соответствии с ним станут монтироваться и подсоединяться провода, размещаясь коробке. Данная схема составляется с учетом места расположения стальных конструкций. Необходимо заметить, что эти мероприятия нужно выполнять до завершения ремонтных работ, особенно отделочных, таким образом, пользователь сумеет закрыть заземляющие провода.

В первую очередь протягивается заземляющий провод от основной заземляющей шины, к точке монтажа КУП. Затем, с использованием нужного инструментария, выполняется установка коробки из пластмассового корпуса совместно с крышкой. В середине корпуса размещается шина из меди, для подсоединения проводов от стальных конструкций. Запрещено выполнять присоединение заземлений исходящих от силового оборудования, таких как розетки/выключатели.

Дополнительная информация! После завершения установки коробки и основного кабель, выполняется подсоединение токоведущих проводов к стальным элементам инженерных внутриквартирных сетей. Для этой цели, применяют разные крепежи в форме хомутов и болтовых соединений. Предварительно перед подсоединением, плоскость зачищают до блеска. После чего, получается высококачественный контакт, обеспечивающий наилучшее функционирование системы.

Таким образом, данная шина выполняет защитную схему в квартирах от ударов электротоком, из-за разницы потенциалов во внутридомовых инженерных сетях. В соответствии с характеристиками, в корпусе одновременно подключаются розеточных группы зданий и металлических конструкций инженерных сетей.

Устройство и назначение шины дополнительного уравнивания потенциалов

Под выравниванием или уравниванием потенциалов понимается уменьшение разности электрических напряжений между доступными для человека открытыми частями электрооборудования. Оно применимо к таким элементам защитных систем как заземляющие N и РЕ – проводники, а также шины типа РЕN, которые с этой целью также соединяются посредством металлических перемычек. Основное назначение этой электротехнической процедуры – избавиться от опасных разностей потенциалов и предотвратить возможность поражения человека электрическим током. На практике это означает, что все проводящие части оборудования на стороне потребителя, а также используемые в качестве заземления элементы строительных конструкций электрически соединяются между собой.

Виды выравнивающих систем

Используемые в электрических сетях выравнивающие системы делятся на основные и дополнительные приспособления. Для понимания их различия потребуется рассмотреть каждый из этих подходов в отдельности.

Основная система

Эта разновидность выравнивающих конструкций сокращенно называется ОСУП. По своей сути она представляет собой контур, собранный из металлических пластин и объединяющий в единое целое следующие элементы:

• главную заземляющую шину (ГЗШ), предназначенную для сборки всех подлежащих заземлению элементов;
• металлическую арматуру жилого дома или другого строения;
• элементы защиты зданий от грозовых разрядов и молний;
• трубы и радиаторы отопления;
• металлические короба вентиляционных систем;
• трубы водоснабжения и канализации.

Обычно для монтажа ГЗШ выбирается отдельное посадочное место в вводно-распределительном шкафу (ВРУ). При его отсутствии для этого используется любая металлическая сборка, от которой посредством стальной или медной полосы сделано ответвление к контуру заземления.

Дополнительное выравнивание

Шина дополнительного уравнивания потенциалов ШДУП – это особая стальная конструкция, монтируемая с целью электрического присоединения следующих располагающихся во влажном помещении элементов:

• корпуса душевой кабинки и самой ванны;
• токопроводящие части вентиляционной системы, если ввод в ванную оформлен металлическим коробом;
• канализационные трубы;
• корпус агрегата для сушки полотенец;
• водопроводные трубы и радиаторы отопления, а также все другие части, нуждающиеся в заземлении.

Для шины дополнительного уравнивания потенциалов потребуется обустроить специальный шкаф или металлическую коробку, от которой медные проводники протягиваются к каждому из перечисленных объектов. Такая система рассматривается как вспомогательная, то есть дополняющая ОСУП. Этим объясняется невозможность их раздельного использования и функционирования.

Назначение и устройство ШДУП

Дополнительная система уравнивания электрических потенциалов охватывает следующие обязательные элементы:

• Все без исключения приборы, расположенные в помещениях повышенной влажности – в ванных комнатах, на кухнях, в подвалах и чердаках частных строений – и подлежащие заземлению.
• Элементы металлических конструкций, непосредственно примыкающие к этим помещениям и выходящие за их планировочные границы.
• Нулевые проводники системы заземления. К ним подключаются все остальные выравнивающие отводы.

В случае отсутствия на данном ответвлении нулевых N проводников вся система подключается к РЕ шине, установленной в распределительном шкафу на вводе в здание.

Данная процедура также распространяется на нагревательные шины системы «теплый пол», наглухо замуровываемые в бетонные покрытия. Перед их монтажом потребуется закрыть комплект стальных трубок металлической сеткой, которая впоследствии подсоединяется к системе, в которой предусмотрена шина ШДУП. Для обеспечения дополнительной защиты в цепях питания нагревательных приборов рекомендуется устанавливать УЗО на ток до 30 мА (смотрите п. 7.1.88 ПУЭ).

Способы соединения элементов, подключаемых к шинам ШДУП типа У4, бывают самыми различными. Широко практикуются следующие типовые схемы:

• радиальный способ подключения к элементам уравнивания потенциалов;
• подключение шлейфом, обеспечивающим непрерывность цепи выравнивания.

В любом случае такие коммутации выполняются с использованием специального сборного узла уравнивания потенциалов – для этих целей применяется коробка ШДУП. Эта конструкция представляет собой своеобразную сборку нескольких проводников в единую проводящую систему, подключаемую к нулевой шине распределительного шкафа.

Параметры проводников ДСУП

Для системы дополнительного уравнивания потенциалов подходят только специально предназначенные для этих целей проводники. Согласно положениям ПУЭ (смотрите п. 1.7.138) их характеристические размеры должны удовлетворять следующим требованиям:

• при соединении двух собственных проводящих частей оборудования в качестве основного выбирается сечение меньшего из защитных проводников, подсоединяемых к заземляемым частям;
• при соединении собственных и сторонних проводящих элементов оборудования или приборов за основу берется половина сечения защитного проводника, подключаемого к открытой части заземляющего контура.

В соответствии с пунктом 1.7.126. ПУЭ защитные проводники изготавливаются из того же материала, что и фазные, а их сечения строго регламентируются.

• она должна быть равной 2,5 мм2 при условии надежной механической защиты от деформаций и других посторонних воздействий;
• ее значение достигает 4 мм2 в случае отсутствия необходимой защищенности.

Общая схема ДСУП помимо всего перечисленного включает в свой состав элементы защиты от молний и грозовых разрядов.

Молниезащитная функция

Уравнивание потенциалов в специальных конструкциях, предназначенных для защиты сооружений от удара молний, относится к серьезным мероприятиям, снижающим угрозу возникновения пожара на этих объектах. В таких системах опасная разность потенциалов, образовавшаяся из-за скопления зарядов атмосферного электричества, может достигать огромных величин – до 15 кВ.

Их обустройство аналогично уже рассмотренным случаям, за исключением того, что здесь делается дополнительный отвод, идущий к заземляющей шине или спуску молниеотвода. Сечения соединительных проводников выбираются из того же расчета, что и для общего случая устройства ОСУП. Согласно требованиям ПУЭ, ни одна новая электрическая сеть, обязательно оборудуемая молниезащитой, не будет принята в эксплуатацию, если в ней не предусмотрено искусственное выравнивание потенциалов.

Монтаж выравнивающей шины

Шины ШДУП обычно размещаются в коробках, которые различаются по способу установки на элементах конструкции. Они могут размещаться в следующих местах:

• в полостях прилегающих стенных простенков;
• непосредственно в самих стенах.

Кроме того, они нередко выполняются в виде настенного крепления. Их установка и закрепление в элементах стенных конструкций предусматривается еще на этапе строительства. Конкретное место размещения коробки с шиной выбирается согласно заранее составленной схеме и с учетом того, чтобы к ним имелся свободный доступ. Это необходимо для контроля их состояния и обслуживания.

В уже построенном и эксплуатируемом строении устанавливаются коробки в открытом исполнении, доступные для проведения необходимых электромонтажных операций. Место их установки выбирается с тем расчетом, чтобы длина сборных проводников и заземляющей шины была минимальной. Это позволит сэкономить на расходных материалах.

Обустройство надежной системы выравнивания потенциалов на любом действующем объекте является гарантией защиты работающих или проживающих в нем людей от удара электрическим током.

{SOURCE}