система уравнивания потенциалов

Система уравнивания потенциалов

Содержание:

  1. Что такое система уравнивания потенциалов и для чего она нужна?
  2. Устройство системы уравнивания потенциалов:
  1. Что такое система уравнивания потенциалов и для чего она нужна?

Согласно ПУЭ* (п.1.7.32.): Уравнивание потенциалов — это электрическое соединение проводящих частей* для достижения равенства их потенциалов.

Для чего же нужна система уравнивания потенциалов? Что бы разобраться представим схему электроснабжения ванной комнаты:

подключение стиральной машины без системы уравнивания потенциалов

Как известно электрический ток протекает от фазы к нулю. Из приведенной выше схемы видно, что ток, при включении стиральной машины в розетку, проходит через ее электродвигатель и возвращается обратно в сеть через N-шину по нулевому проводу. От той же N-шины выполнено заземление (зануление) корпуса стиральной машины, это необходимо для того, что бы в случае повреждения изоляции в стиральной машине и замыкании на ее корпус произошло отключение напряжения аппаратом защиты. Но т.к. корпус стиральной машины подключен к той же N-шине по которой протекает ток через нулевой провод, возникает опасность перетекания тока от нулевого провода через N-шину к корпусу стиральной машины и появлении на нем электрического потенциала.

Как известно напряжение (обозначается буквой U) — это разница потенциалов двух точек (обозначаются буквами φ1 и φ2):

U=   φ1 — φ2

Например, в нашем случае, фазный провод имеет потенциал φ1=220 Вольт, а нулевой провод имеет потенциал φ2=0 Вольт, тогда напряжение между фазным и нулевым проводом (напряжение сети) будет равно:

U=220 — 0 =220 Вольт

Кроме нулевого провода нулевой потенциал так же имеют все проводящие конструкции здания имеющие контакт с землей, например: система отопления, металлические трубы подачи горячей и холодной воды, металлическая газовая труба, арматура здания и т.д.

Представим ситуацию: на корпусе стиральной машины, в результате изображенного на вышеуказанной схеме подключения, появился электрический потенциал, равный, к примеру, 30 Вольт, в это время человек приняв ванну оперся на стиральную машину, потянулся за полотенцем и коснулся полотенцесушителя, который, через систему отопления имеет связь с землей (т.е. его потенциал равен нулю), человек может получить удар током, т.к. ток, как известно, протекает по пути наименьшего сопротивления:

потенциал на корпусе стиральной машины

Напряжение между рукам (т.е. между точками «А» и «В») будет равно:

U=   φ1 — φ2=30 — 0 =30 Вольт

где: φ1 — потенциал на корпусе стиральной машины; φ2 — потенциал на полотенцесушителе

Ток пройдет по корпусу стиральной машины, далее по цепи рука-рука на полотенцесушитель а с него по системе отопления в землю, кроме того ток так же может пройти по цепи рука-нога, т.к. пол в ванной, как правило, так же является токопроводящим.

Для того что бы предотвратить такое развитие событий и применяется система уравнивания потенциалов:

уравнивание потенциала стиральной машины

В данном случае, даже при возникновении вышеизложенной ситуации с появлением электрического потенциала на корпусе стиральной машины, потенциал той же величины возникнет на всех проводящих конструкциях и следовательно напряжение между любыми точками здания будет равным нулю.

Например, на корпусе стиральной машины появился потенциал φ1 = 30 Вольт, в этом случае на всех проводящих конструкциях ванной комнаты через систему уравнивания потенциалов, появится потенциал той же величины φ2 = 30 Вольт. Напряжение в этом случае будет равно:

U=   φ1 — φ2= 30 — 30 = 0 Вольт

Видео на котором наглядно видно, что происходит при отсутствии системы уравнивания потенциалов в доме (разность потенциалов между заземлением и газовой трубой):

2. Устройство системы уравнивания потенциалов.

Система уравнивания потенциалов (СУП) делится на основную (ОСУП) и дополнительную (ДСУП).

2.1 Устройство основной системы уравнивания потенциалов.

Основная система уравнивания потенциалов (ОСУП) выполняется, как правило при новом строительстве либо реконструкции здания и должна предусматривать подключение к главной заземляющей шине (PE-шина) следующие проводящие части* (согласно п. 1.7.82. ПУЭ):

1) нулевой защитный проводник питающей линии;

2) заземляющий проводник, присоединенный к заземлителю повторного заземления на вводе в здание (если есть заземлитель);

3) металлические трубы коммуникаций, входящих в здание: горячего и холодного водоснабжения, канализации, отопления, газоснабжения и т.п.

Если трубопровод газоснабжения имеет изолирующую вставку на вводе в здание, к основной системе уравнивания потенциалов присоединяется только та часть трубопровода, которая находится относительно изолирующей вставки со стороны здания;

4) металлические части каркаса здания;

5) металлические части централизованных систем вентиляции и кондиционирования. При наличии децентрализованных систем вентиляции и кондиционирования металлические воздуховоды следует присоединять к шине РЕ щитов питания вентиляторов и кондиционеров;

6) заземляющее устройство системы молниезащиты 2-й и 3-й категорий;

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

8) металлические оболочки телекоммуникационных кабелей.

Проводящие части, входящие в здание извне, должны быть соединены как можно ближе к точке их ввода в здание.

Подключение проводящих частей основной системы уравнивания потенциалов должно выполняться по радиальной схеме, т.е. к каждой проводящей части должен идти отдельный заземляющий проводник от PE-шины.

Сечение проводников основной системы уравнивания потенциалов должно быть не менее половины наибольшего сечения защитного проводника электроустановки, если сечение проводника уравнивания потенциалов при этом не превышает 25 мм2 по меди или равноценное ему из других материалов. Применение проводников большего сечения, как правило, не требуется. Сечение проводников основной системы уравнивания потенциалов в любом случае должно быть не менее: медных — 6 мм2, алюминиевых — 16 мм2, стальных — 50 мм2. (п.1.7.137 ПУЭ)

Основная система уравнивания потенциалов (ОСУП)

 

Как видно на представленной выше схеме все проводящие части входящие в состав основной системы уравнивания потенциалов подключаются к Главной Заземляющей Шине (ГЗШ) отдельными проводниками, а сама ГЗШ должна быть заземлена путем ее присоединения к заземляющему контуру.

Внутри вводных электрощитков в соответствии с п. 1.7.119. ПУЭ в качестве ГЗШ должна использоваться PE шина. Как это выглядит разберем на примере подключения к ОСУП газовой трубы частного жилого дома:

подключение к осуп газовой трубы частного жилого дома

Для подключения проводников системы уравнивания потенциалов к трубам применяют специальные хомуты:

хомуты для подключение труб к системе уравнивания потенциалов

2.2 Устройство дополнительной системы уравнивания потенциалов.

Система дополнительного уравнивания потенциалов (ДСУП) должна соединять между собой все одновременно доступные прикосновению открытые проводящие части стационарного электрооборудования и сторонние проводящие части, включая доступные прикосновению металлические части строительных конструкций здания, а также нулевые защитные проводники в системе TN и защитные заземляющие проводники в системах IT и ТТ, включая защитные проводники штепсельных розеток. (п. 1.7.83. ПУЭ)

Таким образом ДСУП является обязательной для помещений с повышенной опасностью в отношении поражения человека электрическим током, в которых имеется возможность одновременного прикосновения человека к открытым проводящим частям стационарного электрооборудования с одной стороны и сторонней проводящей частью — с другой.

Для ванных и душевых помещений дополнительная система уравнивания потенциалов является обязательной и должна предусматривать, в том числе, подключение сторонних проводящих частей, выходящих за пределы помещений. Если отсутствует электрооборудование с подключенными к системе уравнивания потенциалов нулевыми защитными проводниками, то систему уравнивания потенциалов следует подключить к РЕ шине (зажиму) на вводе.Нагревательные элементы, замоноличенные в пол, должны быть покрыты заземленной металлической сеткой или заземленной металлической оболочкой, подсоединенными к системе уравнивания потенциалов. В качестве дополнительной защиты для нагревательных элементов рекомендуется использовать УЗО на ток до 30 мА (п. 7.1.88. ПУЭ).

ВАЖНО!: Не допускается использовать для саун, ванных и душевых помещений системы местного уравнивания потенциалов. (п. 7.1.88. ПУЭ). 

Таким образом дополнительная система уравнивания потенциалов предназначена для дополнения основной системы уравнивания потенциалов и не должна выполняться при ее отсутствии.

Подключение проводящих частей дополнительной системы уравнивания потенциалов может выполняться как по радиальной схеме, так и шлейфом по магистральной схеме с обеспечением непрерывности соединяющего проводника. При этом подключение, как правило выполняется через КУП — коробку уравнивания потенциалов.

КУП предназначена для подключения к одному проводнику системы уравнивания потенциалов нескольких проводящих частей. КУП имеет следующий вид:

Пример дополнительной системы уравнивания потенциалов (в данном случае газовая колонка подключена к электросети, т.е. условно принимаем, что она является стационарным электроприбором):

дополнительная система уравнивания потенциалов

Присоединение проводников ДСУП:

Присоединение проводников дополнительного уравнивания потенциалов

Для системы дополнительного уравнивания потенциалов могут быть использованы отдельные специально предусмотренные проводники.

Сечение проводников дополнительной системы уравнивания потенциалов (п. 1.7.138 ПУЭ):

  • при соединении двух открытых проводящих частей* — сечения меньшего из защитных проводников, подключенных к этим частям;
  • при соединении открытой проводящей части и сторонней проводящей* части — половины сечения защитного проводника, подключенного к открытой проводящей части.

При этом в соответствии с пунктом 1.7.126. ПУЭ наименьшие площади поперечного сечения защитных проводников должны соответствовать следующим значениям:

Наименьшие сечения защитных проводников

ПРИМЕЧАНИЕ: Площади сечений защитных проводников приведены для случая, когда защитные проводники изготовлены из того же материала, что и фазные проводники. Сечения защитных проводников из других материалов должны быть эквивалентны по проводимости приведенным.

Минимальные сечения медных проводников дополнительного уравнивания потенциалов, не входящих в состав кабеля, должны быть следующими (п. 1.7.127 ПУЭ):

  • 2,5 мм2 — при наличии механической защиты;
  • 4 мм2 — при отсутствии механической защиты.

Общая схема уравнивания потенциалов здания будет иметь следующий вид:

уравнивание потенциалов пуэ

М — открытая проводящая часть; С1 — металлические трубы водопровода, входящие в здание; С2 — металлические трубы канализации, входящие в здание; С3 — металлические трубы газоснабжения с изолирующей вставкой на вводе, входящие в здание; С4 — воздуховоды вентиляции и кондиционирования; С5 — система отопления; С6 — металлические водопроводные трубы в ванной комнате; С7 — металлическая ванна; С8 — сторонняя проводящая часть в пределах досягаемости от открытых проводящих частей; С9 — арматура железобетонных конструкций; ГЗШ — главная заземляющая шина; Т1 — естественный заземлитель; Т2 — заземлитель молниезащиты (если имеется); 1 — нулевой защитный проводник; 2 — проводник основной системы уравнивания потенциалов; 3 — проводник дополнительной системы уравнивания потенциалов; 4 — токоотвод системы молниезащиты; 5 — контур (магистраль) рабочего заземления в помещении информационного вычислительного оборудования; 6 — проводник рабочего (функционального) заземления; 7 — проводник уравнивания потенциалов в системе рабочего (функционального) заземления; 8 — заземляющий проводник

Как заземлить главную заземляющую шину смотрите здесь.

——————————————

ПУЭ — Правила устройства электроустановок

Проводящая часть — часть, которая может проводить электрический ток. (Согласно п. 1.7.7. ПУЭ)

Открытая проводящая часть — доступная прикосновению проводящая часть электроустановки, нормально не находящаяся под напряжением, но которая может оказаться под напряжением при повреждении основной изоляции. (Согласно п. 1.7.9. ПУЭ)

Сторонняя проводящая часть — проводящая часть, не являющаяся частью электроустановки. (Согласно 1.7.10. ПУЭ)


Была ли Вам полезна данная статья? Или может быть у Вас остались вопросыПишите в комментариях!

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

↑ Наверх

 

5
https://elektroshkola.ru/zazemlenie/sistema-uravnivaniya-potencialov/

19 комментариев

  1. Уважаемые читатели. Данная статья упрощенно описывает принцип работы системы уравнивания потенциалов, а так же содержит подробную информацию о ее устройстве с необходимыми ссылками на технические нормативные документы, в частности ПУЭ.
    Вопрос о движении электронов в цепи периодического переменного тока не относится к тематике вышеприведенной статьи и в данном случае является несущественым. А за направление движения тока условно принимается направление электрической энергии — от генератора, к потребителю.

    С уважением, администрация сайта elektroshkola.ru

    0
  2. Познавательная статья.
    И вот вопрос — а не будет ли сильнее кородировать железо включенное в контур уравнивания потенциалов?

    0
    1. Здравствуйте, Иван! Спасибо за Ваш вопрос.
      Нет, повышенное корродирование металла может возникнуть только вследствие протекания через него электрического тока, чего не может возникнуть при нормальном режиме работы электроустановок, т.к. при возникновении тока утечки на любую стороннюю проводящую часть (в том числе на любой элемент системы уравнивания потенциалов) электроустановка будет отключена устройством защитного отключения (УЗО), которое так же должно быть предусмотрено для любой электроустановки имеющей систему уравнивания потенциалов.
      Подробнее про УЗО вы можете прочитать здесь:
      https://elektroshkola.ru/apparaty-zashhity/uzo/

      0
  3. Следовательно в соответствии с п. 1.7.83. ПУЭ я могу соединить «нулевые защитные проводники в системе включая защитные проводники штепсельных розеток» между собой и с «металлические части строительных конструкций здания» и сказать, что это ДСУП ???

    0
    1. Здравствуйте, ivan.
      Нулевые защитные проводники штепсельных розеток подключаются к PE шинке электрощитка, к той же шинке подключаются и проводники системы уравнивания потенциалов, данное подключение выполняется напрямую к PE шине (ГЗШ) либо через коробку уравнивания потенциалов. Таким образом осуществляется электрическая связь между заземляющими контактами штепсельных розеток и проводящими конструкциями здания, что бы исключить возможность возникновения разности потенциалов между корпусами включенного в розетки электрооборудования и металлоконструкциями здания.

      0
  4. Помогите разобраться где проходит граница между СУП и ДСУП (и где вообще применяется ДСУП кроме ванной комнаты). Как я понимаю пятый или четвертый провод (РЕ) в кабеле это зануление — отдельная система. Далее делается заземление всего указанного в п. 1.7.82 ПУЭ то есть СУП. Далее вопрос как понять нужно делать ДСУП или нет и если нужно, то в п. 1.7.83 ПУЭ говорится «ДСУП должна соединять между собой все одновременно доступные ОПЧ и сторонние проводящие части» и тд. Прошу разъяснить 6) в п. 1.7.82 ПУЭ «металлические части централизованных систем вентиляции и кондиционирования» … это как я понимаю воздуховоды, которые идут по всему зданию? То есть их надо подключать к СУП сечением не менее 6 мм2, а например трубы отопления или водопровода получается надо заземлять только на вводе в здание, а все что внутри здания будет относиться к ДСУП и допускается уже сечение 2,5 мм2? Тот же вопрос по заземлению корпусов электродвигателей, про них ничего не говорится в 1.7.82 — значит это ДСУП, такой же вопрос по соединению стыков лотков, получается это ДСУП и не обязательно требуется сечение 6мм2? Также прошу разъяснить к чему относятся проводники ДСУП (например металлическая полоса) — наиболее подходящее определение это ОПЧ (нужно для выбора сечения по п. 1.7.138 ПУЭ)

    0
    1. Здравствуйте! Основная система уравнивания потенциалов (ОСУП) включает в себя все что перечислено в п. 1.7.82 ПУЭ, все проводящие конструкции здания, коммуникации и т.д. в том числе и воздуховоды тоже, все это подключается к главной заземляющей шине (ГЗШ) здания медным проводом сечением не менее 6мм2, это своего рода глобальная система уравнивания потенциалов проводящих частей всего здания. Дополнительная система уравнивания потенциалов (ДСУП) в свою очередь является локальной системой которая применяется в местах где имеется возможность одновременного прикосновения человека к открытым проводящим частям стационарного электрооборудования с одной стороны и сторонней проводящей частью — с другой. Например, если у вас установлен электродвигатель, который выступает в качестве стационарного электроприбора, а в метре от него проходит какая либо сторонняя проводящая часть (металлоконструкция здания, радиаторная батарея и т.п.) корпус двигателя должен быть соединен с этой сторонней проводящей частью проводником ДСУП. Кроме того ДСУП включает в себя нулевые защитные проводники в системе TN и защитные заземляющие проводники в системах IT и ТТ, включая защитные проводники штепсельных розеток.
      Так же не забывайте, что в соответствии с п. 1.7.138. сечение проводников ДСУП привязано к сечению защитных проводников, сечение которых, в свою очередь, должно соответствовать требованиям указанным в п. 1.7.126. ПУЭ (данные требования смотрите в таблице выше в тексте статьи).

      0
      1. Благодарю за ответ! Но остался вопрос если соединяют две сторонние проводящие части, например стыки лотков, это тоже относится к ДСУП ? Как в таком случае определить требуемое сечение провода ? Полагаю что в соответствии с п. 1.7.127, но многие требуют чтобы везде было не менее 6 мм2, хочу разобраться как должно быть на самом деле и как это обосновать..

        0
        1. В соответствии с п. 1.1.3. ПУЭ Электроустановка — это совокупность машин, аппаратов, линий и вспомогательного оборудования (вместе с сооружениями и помещениями, в которых они установлены), предназначенных для производства, преобразования, трансформации, передачи, распределения электрической энергии и преобразования ее в другие виды энергии.
          Из данного определения следует, что кабельные лотки считаются частью электроустановки, следовательно не могут называться сторонними проводящими частями, т.к. по определению являются открытыми проводящими частями.
          Открытая проводящая часть электроустановки по правилам должна быть присоединена к заземляющей шине (PE) защитным проводником сечение которого должно соответствовать пункту 1.7.126. ПУЭ (см. таблицу выше в тексте статьи).
          Что касается стыков между лотками, то в соответствии с (п. 1.7.138 ПУЭ): при соединении двух открытых проводящих частей применяется проводник сечением меньшего из защитных проводников, подключенных к этим частям.

          1
          1. Спасибо! Получается соединение лотков выполняется в рамках ДСУП как уравнивание потенциалов ОПЧ. В п. 1.7.138, как я понимаю, говорится о защитном проводнике — то есть РЕ-проводнике. В моем случае лоток соединен с РЕ шиной через другие проводники ДСУП, например стальную полосу сечением 4х40 мм. Как в таком случае применять таблицу 1.7.5 (не понято сечение какого фазного проводника следует брать для расчета: наибольшего/наименьшего проложенного в этом лотке или какого) ? Либо можно в соответствии с п. 1.7.127 принять минимальное сечение 2,5 мм2 ?

            0
  5. Совершенно верно, соединение лотков между друг другом и сторонними проводящими частями выполняются в рамках ДСУП, однако первичное заземление/зануление лотка, как открытой проводящей части электроустановки, выполняется от ГЗШ (PE шины) защитным проводником сечение которого должно выбираться в зависимости от максимального сечения проложенного в нем фазного проводника. Необходимо это для того, что бы в случае повреждения изоляции фазного проводника и его замыкания на корпус лотка защитный проводник выдержал ток короткого замыкания.

    1
    1. Спасибо! Первичное — понятно. Но, например, в лотке 50х50 кабель 4х95 лежит, получается первичное заземление аж 50 мм2, но не могу же я соединять лотки между собой таким сечением. Хотя по п.1.7.138 получается что сечение продовников ДСУП выбирается как наименьшее из защитных проводников, а поскольку защитный проводник сечения 50 мм2, то такое же сечение должно быть и в ДСУП ? Помогите разобраться, именно где прописано про выбор сечения при соединении двух ОПЧ.

      0
      1. В соответствии с ПУЭ должно быть именно так. Если электроустановка о которой идет речь подлежит сдаче в эксплуатацию через надзорные органы, рекомендую Вам обратиться туда за консультацией.

        0
        1. Спасибо! Думаю даже если и сделать так, то скорее сгорит лоток, чем 50 квадрат провод)))

          0
  6. Здравствуйте, подскажите номера пунктов пэу где говориться о запрете дсуп, если система электроснабжения многоквартирного дома сделана по TN-C ?

    0
    1. Здравствуйте, Владимир. О таком пункте ПУЭ нам не известно, однако есть пункт 7.1.88. ПУЭ где дословно говорится следующее: Не допускается использовать для саун, ванных и душевых помещений системы местного уравнивания потенциалов.
      Таким образом, в старых многоквартирных домах с системой TN-C в которых не предусмотрена основная система уравнивания потенциалов, выполнение систем местного уравнивания потенциалов запрещено.

      0

Оставьте комментарий:

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *