Что такое выравнивание потенциалов

Как устроена и работает система уравнивания потенциалов

Мы живем в мире, где без электричества никак нельзя. В наших домах и квартирах есть большое количество разнообразных бытовых электроприборов, сильно облегчающих человеческую жизнь, причем некоторые из этих приборов имеют металлические части. По правде говоря, проводящие части любого устройства всегда имеют определенный электрический потенциал, но когда этот потенциал почти на всех поверхностях в помещении одинаков, то никаких проблем не возникает.

А что если где-то нарушилась изоляция, в результате чего токонесущая жила пришла в контакт с проводящим элементом прибора, допустим с ручкой или со стенкой его корпуса? Или причиной электризации стало статическое электричество? А может быть причиной явились блуждающие токи системы заземления? Здесь то и возникает реальная опасность для здоровья человека.

Если человек случайно прикоснется к такому предмету, одновременно контактируя с какой-нибудь другой проводящей поверхностью, обладающей в этот момент другим электрическим потенциалом, то он попадет под действие разности потенциалов, и рискует испытать поражение электрическим током. Даже токи текущие в системе заземления, и те способны произвести опасную разность потенциалов.

Чтобы предотвратить опасность поражения током от таких предметов, следует организовать на объекте систему уравнивания потенциалов, которая обеспечит одинаковые потенциалы всем потенциально опасным металлическим поверхностям. Данная система призвана электрически соединить с защитным нулевым проводником РЕ все металлические предметы, которые в принципе могут случайно оказаться под напряжением.

В главе 1.7 ПУЭ говорится, что целью защитного уравнивания потенциалов является электробезопасность, достигаемая посредством придания равных потенциалов проводящим частям, путем их электрического соединения друг с другом и с землей. Объединив таким образом с помощью защитных проводников в единый контур все проводящие конструкции и элементы здания, коммуникации и инженерные сети, а также заземляющее устройство, — можно получить эффективную защитную систему уравнивания потенциалов.

Каждый защищаемый элемент присоединяется к системе уравнивания потенциалов индивидуальным проводом посредством болта, зажима, хомута или сваркой. Непосредственно защитные проводники могут быть проложены отдельно или быть в составе питающих линий. При этом каждое место присоединения металлического элемента к системе уравнивания потенциалов должно быть не только защищено от коррозии и механических повреждений, но и обязано быть доступным как для испытаний, так и для осмотра.

Основная система уравнивания потенциалов

Крупные проводящие части (которые в нормальных условиях не должны находиться под напряжением) непосредственно конструкции здания, а также канализационные, газовые и водопроводные металлические трубы — объединяются в основную систему уравнивания потенциалов и соединяются с главной шиной заземления. Таким образом, вся система состоит из: заземляющего устройства, главной заземляющей шины, нулевых защитных проводников и проводников уравнивания потенциалов.

Полный список элементов электроустановок с рабочим напряжением до 1000 В, которые необходимо соединять с системой уравнивания потенциалов, приводится в ПУЭ. Главная заземляющая шина устраивается в здании отдельно, либо монтируется в вводно-распределительном устройстве здания.

Требования к монтажу главной заземляющей шины таковы: она должна быть расположена близко к защищаемому объекту, быть недоступной для случайного прикосновения, при этом необходимо наличие доступа для осмотра и обслуживания. Если речь о монтаже ГЗШ в вводно-распределительном устройстве, то здесь сам нулевой защитный проводник РЕ выступает в качестве главной заземляющей шины.

Защитный нулевой проводник и нулевые проводники распределительной сети объекта соединены. Если же главная заземляющая шина монтируется отдельно, то к ней присоединяются только защищаемые проводящие части конструкции здания. Площадь сечения ГЗШ не должна быть меньше чем площадь сечения нулевого защитного проводника питающей входящей линии. Материал главной заземляющей шины — медь, алюминий или сталь. Сечение для меди — не менее 6 кв.мм, для алюминия — не менее 16 кв.мм, для стали — не менее 50 кв.мм.

Итак, к главной заземляющей шине присоединяют нулевые защитные проводники и контур заземления. Проводящие элементы здания, трубы водопровода, системы вентиляции — подключаются к ГЗШ радиально, причем каждый элемент — индивидуальным цельным (без встроенных коммутационных аппаратов) проводником уравнивания потенциалов, чтобы оставалась возможность при необходимости любой из этих элементов отсоединить.

Проводники традиционно имеют яркую желто-зеленую маркировку изоляции. Те части элементов коммуникаций, что вводятся в здание снаружи, необходимо соединять с главной заземляющей шиной как можно ближе к точке их ввода. Каждый проводник обязательно должен иметь на себе бирку, на которой указано, какую именно проводящую часть в здании этот проводник соединяет с ГЗШ.

Дополнительная система уравнивания потенциалов

В тех местах в здании, где наличие на предметах случайной разности потенциалов особенно опасно для людей (в таких как душевая, ванная комната или сауна) — необходим достаточно высокий уровень электробезопасности, по сравнению с остальными помещениями. Поэтому в таких местах устанавливают дополнительную систему уравнивания потенциалов.

Дополнительная система уравнивания потенциалов призвана объединить на себе все открытые и скрытые проводящие элементы, а также нулевые и защитные проводники розеток, выключателей, светильников и т. д.

Защитные проводники заводятся к общей шине, находящейся в коробке уравнивания потенциалов, а не тянутся каждый к щитку, как можно было бы подумать. К одной шине сечением 10 кв.мм и более присоединяются разъемами несколько защитных проводников. Коробка уравнивания потенциалов, в свою очередь, присоединяется РЕ-проводником сечением не менее 6 кв.мм — к шине заземления, находящейся внутри щитка (вводно-распределительного устройства).

Система уравнивания потенциалов.

Для чего предназначена и как выполняется система уравнивания потенциалов.

Если вы когда-либо ощущали легкие (и не очень) пощипывания током в ванной комнате, то вы наверняка изучали этот вопрос и знаете, что причиной является разность потенциалов между металлическими конструкциями. А выходом из сложившейся ситуации, считается выполнение дополнительной системы уравнивания потенциалов. Но как говорится, если есть дополнительная, то обязана существовать и основная. В данном материале я буду говорить об этих системах.

Для чего служит такая система?

Для начала давайте узнаем, для каких целей используется данная система. Как известно металлические предметы являются отличными проводниками электричества.

В наших с вами домах такими проводниками являются чугунные трубы отопления, короба вентиляционных шахт, полотенцесушитель, трубы водоснабжения и канализационные трубы. И все эти коммуникационные системы имеют между собой связь.

Для того, чтобы понять каким образом на этих элементах образуется опасный потенциал, давайте рассмотрим следующую ситуацию:

Все мы с вами знаем, что напряжение представляет собой разность потенциалов фазного и нулевого провода (в однофазной сети). Из картинки выше следует, что ток по фазному проводу попадает на двигатель стиральной машины и вновь уходит в сеть по N проводу. И от того же нулевого проводника реализовано заземление стиральной машины. Это необходимо, чтобы при повреждении изоляционного материала электроприбора произошло отключение защитного автомата.

А теперь представим ситуацию, что в нуле появился потенциал в 20-30 Вольт. Это означает, что если человек коснется одновременно стиральной машинки и сушилки,

то он будет поражен разностью потенциалов стиральной машины, равной 20-30 В и потенциалом полотенцесушителя равного нулю.

Таким образом, человека поразит напряжение 30 вольт. Именно чтобы не допустить такой ситуации и реализуется система выравнивания потенциалов, оная выглядит так:

Разновидности систем

Существует основная система уравнивания потенциалов (ОСУП) и дополнительная система уравнивания потенциалов (ДСУП).

Примечание. ДСУП не может быть реализована, если нет или не исправна ОСУП.

Основная система уравнивания потенциалов должна отвечать таким требованиям:

1. Уже с Главной заземляющей шины категорически запрещено объединятьPEи N проводники
2. Схема соединения ко всем конструкциям подлежащим заземлению, должна быть строго радиальной.
3. В цепях защиты категорически запрещено устанавливать какие-либо коммутационные аппараты

В ОСУП объединяются следующие элементы:

1. Заземлитель.
2. ГЗШ– главная заземляющая шина, располагается на вводе здания.
3. Всевозможная арматура жилого дома.
4. Металлические вентиляционные короба.
5. Водопроводные трубы из металла.
6. Молниеотводы.

Если все вышеперечисленные элементы имеют прочную связь, то опасность возникновения опасных потенциалов была нулевой. Но в связи с поголовной заменой отопления на пластиковые трубы, данный контур становится разорванным, и возникновение потенциала становится обыденным делом.

Также несмотря на надежный контур в больших многоэтажках из-за большой протяженности коммуникаций может возникнуть потенциал, именно по этой причине в помощь основной системе уравнивания потенциалов применяют дополнительную.

Такая система реализуется в ванной комнате, где соединяются следующие элементы:

— непосредственно ванна или душевая кабина.

— трубы водопровода и газовые трубы.

Все эти элементы соединяются отдельным медным проводником, концы которого собираются в КУП (коробка уравнивания потенциалов).

Если у вас нет подобной системы и вы хотите ее реализовать в вашей ванной комнате, то обязательно учтите следующие немаловажные требования:

1. Дополнительную систему категорически запрещается реализовывать, если в доме отсутствует или неисправна основная система уравнивания потенциалов.
2. Запрещается использовать соединение шлейфом.
3. Нельзя допускать разрывов защитного проводника, идущего от клеммной коробки до шины заземления, расположенного в квартирном щитке.

Также позаботьтесь о том, чтобы розетки, установленные в ванной комнате, имели дополнительное заземление.

Кстати, закрепить заземляющий проводник к металлическим трубам отопления и водопровода можно металлическими хомутами. Также учтите, что минимальное сечение жилы заземляющего провода должно быть 2,5 квадратных миллиметра.

С оригиналом статьи можно ознакомиться — Электрофиксик

Зачем нужно выравнивание потенциалов

Одним из требований безопасности при использовании электрооборудования является выравнивание потенциалов. Оно представляет собой снижение разности потенциалов между заземлёнными металлическими частями электрооборудования (либо самим заземлением) и поверхностью земли, пола. Осуществляется оно путём укладки на поверхность проводников, соединённых с заземлением. Эта схема позволяет снизить напряжение прикосновения в случае повреждения изоляции. Является одним из вариантов уравнивания потенциалов.

Причины использования выравнивания потенциалов

Для начала следует определиться, что же может вызвать разность потенциалов. Она возникает в следующих случаях:

• при появлении статического электричества;
• при различиях в структуре металлических изделий;
• при высоком атмосферном напряжении (например, при грозе);
• под действием блуждающих токов.

Особую опасность представляют утечки электротока из проводов, замыкание их на корпус электроприборов. Обычно такую картину можно наблюдать в ванной, когда при прикосновении к металлическим трубам человека может ударить током. Происходит это в основном из-за повреждённой изоляции проводов, в результате чего, в проходящих в непосредственной близости водопроводных трубах, возникает разность потенциалов.

Обезопаситься от удара электротоком можно как раз при помощи выравнивания потенциалов. Для этого все металлические части корпусов бытовой техники, электрооборудования и приборов, труб водоснабжения и отопления соединяются с применением специальных проводников. Это позволяет выровнять их электрический потенциал до одинакового значения, что исключает возможность поражения током при прикосновении к ним.

Кроме этого, одним из обязательных условий является организация эффективного заземления. При его наличии металлические предметы и корпусы техники должны быть объединены с проводами, с последующим их подключением к общей шине земли, совместно с распределительным щитом.

Если заземление отсутствует или не выполняет должным образом свои функциональные задачи, то при сочетании ряда факторов поражения человека электрическим током неизбежно.

Стоит отметить, что действующие нормы строительства и безопасности обязывают строительно-монтажные организации при возведении многоквартирных домов обустраивать системы выравнивания потенциалов и защиты от поражения током путём заземления.

Но чтобы исключить риск повреждения соединяющих элементы цепи проводников (что часто случается при ремонте в квартирах) рекомендуется дополнительно организовать конструкцию, обеспечивающую выравнивание.

В частных домах решение о построении такой системы целиком ложится на плечи владельца. Но из соображений безопасности рекомендуется осуществить её монтаж.

Выравнивание потенциалов в ванной комнате

Поскольку местом особой опасности является ванна комната, организацию схемы выравнивания следует начать с ней. Причины столь высокой электроопасности ванной кроются не только в повышенном уровне влажности, но и в большой концентрации металлических проводников, то есть труб. Установка схемы выполняется следующим образом:

1. Непосредственно в ванной или рядом с ней устанавливается пластиковая коробка с шиной.
2. От каждого металлического предмета (корпусов приборов, труб, светильника, коробки двери, если она из металла), а также от контакта заземления каждой установленной в ванной розетки и выключателя прокладывается отдельный проводник до смонтированной коробки.
3. Провода соединяются путём их надёжного зажимания болтами.
4. Прокладывается один проводник от шины до распределительного щитка и подключается к его заземлению.

Важно знать, что для эффективной работы схемы по выравниванию потенциалов не следует использовать последовательное соединение оборудования — от каждой металлической поверхности или прибора к коробке должен вести отдельный провод.

В редких случаях возможно последовательное подключение не более 2 устройств, но без разрыва проводника.

Особенности установки схемы в квартирах

Учитывая их высокую компактность и отсутствие лишнего пространства, установка коробки с шиной может быть выполнена в следующих местах:

• непосредственно в ванной, рядом со светильником;
• в санузле, её можно скрыть за обшивкой труб.

При монтаже системы выравнивания потенциалов в квартире, необходимо учитывать важную особенность. Ведь согласно современным требованиям, проходящий между этажами стояк с трубами оснащается заземляющей металлической полосой шириной 50 мм, либо оцинкованной проволокой сечением не менее 6 мм. Таким образом отдельно осуществляется заземление и выравнивание потенциалов, что существенно надёжнее и эффективнее.

Схему в этом случае необходимо организовывать следующим образом:

1. Устанавливается распределительная коробка с колодкой.
2. Затем от каждого прибора и металлического предмета к коробке прокладывается индивидуальный провод.
3. Отельный провод монтируется по стене и потолку от электрощита до шины.
4. Проводники тщательно прикручиваются к колодке болтами.
5. Затем при помощи медного провода сечением 6 мм шина подключается к заземляющей пластине или проводнику межэтажного стояка.

Для подключения светильников, розеток, выключателей и металлических предметов необходимо использовать медный провод с сечением 4 мм. Для соединения распределительного щитка — до 6 мм. Подключение труб отопления выполняется при помощи специальных хомутов. Рекомендуется использовать оцинкованные хомуты — они невосприимчивы к коррозии и отличаются длительным сроком эксплуатации.

Организовав систему выравнивания потенциалом, можно тем самым обеспечить свою безопасность, минимизировав риск поражения электрическим током.

Напряжение прикосновения. Выравнивание потенциалов

Как уже говорилось, при возникновении напряжения на хорошо соединенной с землей машине, оборудовании земля (основание) вокруг зазем- лителя получает определенный потенциал. На заземлителе в точке «а» (рис. 16.6) он наибольший и равен потенциалу на корпусе установки, а на земле убывает по мере удаления от заземлителя.

Если человек, стоя на земле, касается поврежденной электроустановки, то он попадает под напряжение прикосновения U_lip, приложенное к рукам и ногам и образованное разностью потенциалов на корпусе ф_к и земле ф₃. При нахождении человека непосредственно на заземлителе потенциалы ср_к и (рз равны, следовательно, напряжение прикосновения U_np = (р_к — (р₃ = 0. Это безопасный случай, так как человек не подвержен воздействию напряжения прикосновения, хотя и находится под потенциалом ф_к. При удалении человека от заземлителя (например, точка «б») потенциал земли убывает, и при неизменном потенциале на корпусе растет напряжение прикосновения. В точке «в» (далее 20 м от заземлителя) потенциал земли равен нулю, следовательно, напряжение прикосновения будет максимальным (наиболее опасный случай прикосновения). Однако не следует считать, что в данном случае заземление будет ненадежно защищать человека. В электроустановках напряжением до 1000 В в таких ситуациях напряжение прикосновения, как правило, не превышает допустимых норм.

Рис. 16.6. Напряжение прикосновения при одиночном заземлителе:

а, б ив — точки расположения людей; 1 — кривая убывания потенциала земли;

2 — кривая возрастания напряжения прикосновения

Если установить не один, а несколько заземлителей, равномерно распределив их по всей рабочей зоне (контурное заземление), то потенциал земли в любой точке будет достаточно высоким (рис. 16.7), а напряжение прикосновения минимальным. Этот прием называют выравниванием потенциалов. Он позволяет не только повысить потенциал земли, но и выровнять его по всей зоне обслуживания, что уменьшает опасность поражения шаговым напряжением U_m. Итак, выравнивание потенциалов — эго снижение разности потенциалов между заземляющим устройством и рабочей площадкой пола, земли; между отдельными участками рабочей площадки.

Выравнивания потенциалов достигают также горизонтальной укладкой в земле протяженных металлических предметов 1 (полосовой стали, швеллеров, уголков, стальных решеток, сеток и т.п.).

Рис. 16.7. Измерение потенциала земли, напряжения прикосновения и шага при групповом заземлителе и выравнивающих проводниках:

1 — выравнивающие проводники; 2 — изменение потенциала земли при наличии выравнивающих проводников; 3 — изменение потенциала земли без выравнивающих проводников

Ввиду незначительного сопротивления металла по сравнению с грунтом в зоне каждого отдельного металлического предмета будет постоянный потенциал, величина которого соответствует удалению от заземлителя или соседнего металлического предмета. При нахождении над этими предметами потенциалы, приложенные к ногам, будут одинаковыми, следовательно, шаговое напряжение будет равно нулю.

Выравнивание потенциалов широко применяют для защиты не только людей, но и животных. Для этой цели в животноводческих помещениях в каждом ряду размещения животных, бетонном полу, под деревянным настилом вдоль передних и задних ног но всей длине помещения укладывают металлические выравнивающие проводники (рис. 16.8), соединенные между собой, а также с нулевым защитным проводником и металлоконструкциями, которых могут касаться животные (кормушки, автопоилки, привязное устройство и т.п.). При этом в опасной ситуации обеспечивается снижение до минимума напряжения прикосновения и шагового напряжения.

Кроме выравнивания потенциалов, применяют также уравнивание потенциалов — снижение разности потенциалов между доступными одновременному прикосновению человеком корпусов электроустановок и стороннего оборудования, имеющего контакт с землей, путем подсоединения оборудования к электроустановкам и системе зануления, заземления защитными проводниками. В случае попадания напряжения на корпус какой-либо электроустановки потенциалы на ней и на любом соединенном с ней оборудовании будут одинаковыми, следовательно напряжение прикосновения, приложенное к человеку при его одновременном касании к тому и другому оборудованию, будет равно нулю (безопасная ситуация).

С целью уравнивания потенциалов согласно ПУЭ в тех помещениях и наружных установках, где применяют заземление или зануление, все строительные и производственные конструкции, стационарно проложенные трубопроводы всех назначений, металлические корпуса технологического оборудования, систему центрального отопления, вентиляции, молни- езащиты и т.п. присоединяют к сети заземления или зануления.

Рис. 16.8. Укладка выравнивающих проводников в животноводческих

• 1 — выравнивающие проводники; 2 — деревянный настил; 3 — бетонный иол;
• 4 — нулевой защитный проводник

При работе в электроустановках под напряжением при невозможности использовать другие средства защиты применяют изолирующие площадки. Изолирующая площадка за счет применения, например, фарфоровых ножек-изоляторов имеет надежную изоляцию от земли. Находясь на ней, человек может касаться частей электроустановок под напряжением. При ремонте воздушной линии с телескопической вышки изолирующую площадку с металлическим полом иногда подсоединяют к ремонтируемой сети с целью уравнивания потенциалов. В этом случае можно будет работать с проводами под напряжением голыми руками, ток через тело человека не пойдет. Но здесь важно выполнить одно условие: находясь на изолирующей площадке, касаться каких-либо частей вышки недопустимо, так как в этом случае пойдет ток от проводов через тело человека и вышку на землю. Для безопасного входа на такую площадку используют изолирующее звено лестницы.

Охрана труда

Уравнивание потенциалов

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

Защитное уравнивание потенциалов применяется в электроустановках до 1 кВ.

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

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

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

Дополнительно необходимо соединять между собой все одновременно доступные прикосновению открытые проводящие части стационарного электрооборудования и металлические части строительных конструкций здания, а также нулевые защитные проводники в системе TN и защитные заземляющие проводники в системах IT и ТТ, включая защитные проводники штепсельных розеток.

Выравнивание потенциалов

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

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

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

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

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

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

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

и будет зависеть от коэффициента a.

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

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

Двойная или усиленная изоляция

В ПУЭ даются следующие определения изоляции:

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

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

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

Сверхнизкое (малое) напряжение

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

Защитное электрическое разделение цепей

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

Наибольшее рабочее напряжение отделяемой цепи не должно превышать 500В.

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

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

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

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

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

Изолирующие (непроводящие) помещения, зоны и площадки

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

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

50 кОм для установок до 500 В;

100 кОм для установок выше 500 В.

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

Пол и стены таких помещений не должны подвергаться воздействию влаги.

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

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

УРАВНИВАНИЕ и ВЫРАВНИВАНИЕ потенциалов. Отличия.

Активный участник

Группа: Пользователи
Сообщений: 397
Регистрация: 2.5.2005
Из: Лесной Город’ОК
Пользователь №: 3340

Наверное многим приходилось сталкиваться с подразделом ПУЭ 1.7 который называется «Соединения и присоединения заземляющих, защитных проводников и проводников системы уравнивания и выравнивания потенциалов». Однако пояснения терминов УРАВНИВАНИЕ и ВЫРАВНИВАНИЕ там нет. Так в чем же разница межу двумя этими терминами? А разница оказывается есть.
Побродив по безбрежным просторам ИНЕТА удалось выяснить следующее:

ВЫРАВНИВАНИЕ электрических потенциалов это
-электрическое соединение которое делает одинаковыми или приблизительно одинаковыми потенциалы корпусов электрооборудования и других проводящих корпусов, чтобы воспрепятствовать появлению мешающих или опасных напряжений между этими корпусами.
Или, вот еще одно объяснение данного термина:
— метод снижения напряжения прикосновения и шага между точками электрической цепи, к которым возможно одновременное прикосновение или на которых может одновременно стоять человек.

Теперь попытаемся понять, что-же такое УРАВНИВАНИЕ потенциалов.

УРАВНИВАНИЕ электрических потенциалов это-
устранение разности
электрических потенциалов между всеми одновременно доступными
прикосновению открытыми проводящими частями стационарного
электрооборудования и сторонними проводящими частями, включая металлические части строительных конструкций зданий, достигаемое
соединением этих частей друг с другом при помощи проводников.

Теперь попробуем проанализировать все вышеописанное. Было у электрика три водяных насоса. И крутились эти насосы про помощи трех электродвигателей которые были подключены от трех разных кабелей, да еще от трех разных распределительных устройств. И были корпуса этих электродвигателей занулены. Решил как-то электрик поключить вольметр на разные корпуса электродвигателей. Подключил, посмотрел и ужаснулся . Взял тогда он кусок провода и соединил корпуса двигателей между собой, да еще вторым куском провода всю эту конструкцию посадил на заземляющее устройство.И получилась у него система ВЫРАВНИВАНИЯ потенциалов.
Посмотрел на трубы металлические, по которым насосы гнали воду, приварил к ним полосу железную, а полосу туда же, куда электродвигатели-к заземляющему устройству. Тоже самое сделал со металлическим швеллером потолка. Данную конструкцию , видимо, можно окрестить системой УРАВНИВАНИЯ потециалов.

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.
Надёжную 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 мм 2 , 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. Её первым делом осматривают и проверяют на соответствие проектной документации при сдаче дома в эксплуатацию. Электробезопасность обеспечивают путём 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 её элементами, подключенными по радиальной схеме с соблюдением требуемого сечения защитных проводников.