Система уравновешивания потенциалов. Что такое система уравнивания потенциалов и зачем она нужна

Главная / Крыша

Или здание помимо электрического оборудования имеет множество других инженерных узлов, которые в нормальном режиме не находятся под напряжением. Это такие элементы как металлические трубопроводы горячего и холодного водоснабжения, канализации, металлические короба вентиляции, металлорукава, строительные конструкции и т.д. Иными словами, любое здание имеет множество элементов и конструкций, способных проводить электрический ток, но зачастую не предназначенных для этого.

Каждая металлическая часть коммуникаций обладает электрическим потенциалом. В силу законов физики эти потенциалы для каждого металлического элемента могут отличаться, образуя разность потенциалов т.е. электрическое напряжение.

Электрическое напряжение между неизолированными металлическими элементами создает опасность для человека. Также причиной возникновения напряжения между нетоковедущими элементами могут быть выход из строя изоляции фазных жил кабелей системы электроснабжения, атмосферные перенапряжения (молния), статическое электричество, блуждающие токи и так далее.

Для того что бы потенциалы всех металлических элементов были одинаковы и создается система уравнивания потенциалов . Если токоведущие части имеют непосредственное электрическое соединение, то потенциал их всегда одинаков, и напряжение между ними не возникнет.

В соответствии с действующими нормативными документами в каждом здании (сооружении) должна быть выполнена основная система уравнивания потенциалов, которую следует реализовать путем присоединения к главной заземляющей шине (ГЗШ) электроустановки следующих проводящих частей:

— защитных проводников;

— заземляющих проводников устройств защитного, функционального и молниезащитного заземлений, если такие устройства в электроустановке здания (сооружения) предусмотрены;

— металлических труб коммуникаций, входящих в здание (сооружение) извне: холодного и горячего водоснабжения, канализации, отопления, газоснабжения (в случае наличия изолирующей вставки на вводе в здание присоединение осуществляется после неё со стороны здания) и т.п.;

— металлических частей каркаса здания (сооружения) и металлических конструкций производственного назначения;

— металлических частей систем вентиляции и кондиционирования;

— основных металлических частей для усиления строительных конструкций, таких как стальная арматура железобетона, если это возможно;

— металлических покрытий (оболочек, экранов, брони) телекоммуникационных кабелей (при этом следует принять во внимание требования собственника указанных кабелей или организации, обслуживающей эти кабели, относительно такого присоединения).

Проводящие части, которые входят в здание (сооружение) извне, должны быть соединены с проводниками основной системы уравнивания потенциалов как можно ближе к точке ввода этих частей в здание (сооружение).

Пример построения схемы системы уравнивания потенциалов в нашиш проектах приведен в статье ««.

Иногда для обеспечения безопасности помимо основной системы уравнивания потенциалов необходимо создание .

Дополнительная система уравнивания потенциалов выполняется в дополнение к основной системе уравнивания потенциалов, когда защитное устройство не может обеспечить выполнение требований к времени автоматического отключения питания.

В некоторых специальных электроустановках с повышенной опасностью поражения электрическим током, например, расположенных в ванных и душевых помещениях , нормативные документы, в которых рассматриваются эти электроустановки, могут требовать выполнение дополнительной системы уравнивания потенциалов при любых обстоятельствах.

Дополнительная система уравнивания потенциалов может охватывать всю электроустановку, ее часть или отдельные аппараты электроустановки.

Дополнительная система уравнивания потенциалов должна объединять (путем соединения защитными проводниками) все доступные одновременному прикосновению открытые проводящие части стационарного электрооборудования и сторонние проводящие части, в том числе, если это возможно, основные металлические части для укрепления строительных конструкций, такие как стальная арматура железобетона.

К дополнительной системе уравнивания потенциалов должны быть также присоединены защитные проводники всего электрооборудования, в том числе штепсельных розеток.

Для выполнения функций проводников основной и дополнительной систем уравнивания потенциалов следует применять, как правило, специально проложенные стационарные проводники.

Величины сечения проводников основной системы уравнивания потенциалов должны быть не меньшими 6 мм 2 по меди, 16 мм 2 по алюминию и 50 мм 2 по стали.

Сечение проводника дополнительной системы уравнивания потенциалов должно быть не меньшим 4 мм 2 по меди (при наличии механической защиты допускается 2,5 мм 2) и 16 мм 2 по алюминию.

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:

Основная (ОСУП).
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.

Со временем здания приобретают все более широкую и усложненную систему электрооборудования. Тем самым потребители с низким вольтажом могут получить больший урон от перенапряжений, вызванных грозой и возникающих из-за воздействия электрических импульсов и уменьшения разделяющего опасного пространства между электрическими предметами и молниеприемником. Объемная система электропроводящих сетей организуется информационным снабжением, антенными конструкциями, коммуникациями централизованного отопления, водоподводящими, газовыми и силовыми системами. Единственная молниезащита при воздействии электромагнитного импульса не способна предотвратить повреждение достаточно слабого оснащения. Поэтому должна формироваться сеть общей молниезащиты, и в первую очередь основная система уравнивания потенциалов.

Для чего применяется

Уравнивание потенциалов используется для обеспечения выравнивания во всех металлических частях здания, связанных между собой, то есть для формирования эквипотенциальной поверхности. В этом случае при попадании в дом повышенного потенциала на всех конструкциях из металла он увеличивается синхронно, за счет чего не развивается опасная разница в напряжении и не образуется искрение и прохождение опасных токов.

Соединяющие элементы

Важным защитным мероприятием является создание главной системы уравнивания потенциалов. Соединяется ею заземляющая основная шина, основная магистраль заземления, защитная основная магистраль и проводящие элементы, к которым относятся:

арматурные детали конструкций с железобетонным основанием;
элементы зданий из металла, климатические системы, централизованное отопление;
стальные трубопроводы системного питания.

Чаще всего у системы выравнивания потенциалов присутствует только один способ вывода. В помещении распределительного элемента монтируется главная шина на максимально близком расстоянии от точки введения.

Система молниезащиты

Из-за быстроты нарастания тока и его большой силы при ударе молнии создается огромная разница потенциалов, намного превышающая ту, которая возникает в связи с утечкой тока. Поэтому требуется выравнивание потенциалов для защиты от влияния токов молний.

Для предотвращения неконтролируемого замыкания должны быть сторонне или напрямую совмещены молниезащитная конструкция, заземляющая система, оснастка из металла, электроустановки с защитными механизмами.

Шина уравнивания потенциалов с открытым доступом для проверочных работ должна иметь соединение с уравнивающей системой. Также шина обладает соединением с заземлением. В больших зданиях их может быть несколько, если они будут обладать соединением между собой.

Выравнивание потенциалов в молниезащитной системе осуществляется в месте попадания проводников в помещение и там, где нарушены безопасные дистанции, на уровне почвы или в подвале.

Дом, построенный с использованием стального каркаса или железобетонного основания либо с отдельным помещением для внешней молниезащиты, должен обладать уравниванием потенциалов на уровне грунта. В домах с высотой более 30 м оно выполняется каждые 20 м.

Молниепроводящие детали устанавливаются на безопасном расстоянии для предотвращения появления импульсных реакций. При невозможности соблюдения безопасной дистанции системы уравнивания потенциалов, устройство отведения молнии и приемник формируют между собой дополняющие связи. Стоит отметить, что они способны привести к занесению в строение повышенного потенциала.

Дополняющее устройство

Создается дополнительная система уравнивания потенциалов, ПУЭ которой определяет форму и применение, в точках расположения электрооборудования, в которых имеющиеся условия могут быть опасными, и в случае, если нормы свидетельствуют о необходимости в ней. Она образует связь между всеми частями имеющегося оборудования и сторонними проводниками, которые находятся рядом с ними.

Типичными помещениями и объектами, в которых должны использоваться дополняющие меры безопасности, являются антенное оборудование, объекты молниезащиты, сооружения удаленной связи, участки с повышенной взрывоопасностью, госпитали, фонтаны, аквапарки, ванные комнаты. Компания, которая занимается выполнением монтажных работ, должна осуществлять их в соответствии с указаниями ПУЭ-7.

Потенциалы защиты от молний и оснастка

Должно производиться соединение системы защиты от молний и деталей оснастки, к которой причисляются воздуховоды климатических и вентиляционных устройств, крановые каркасы, направляющие элементы лифта, трубопроводы таких систем, как пожаротушение, теплообеспечение, газо- и водоподведение. При наличии возможности каждая металлическая конструкция соединяется с шинами уравнивания. Электропроводящие трубы могут выступать в роли соединительных линий (исключение составляет газопровод).

Если имеется изолированный участок на водо- и газопроводе, используются для шунтирования проводники системы уравнивания потенциалов. Специальное соединение с устройством защиты от молний не нужно для подземных трубопроводов из металла, находящихся рядом с заземлением. То же самое касается железнодорожных рельсов. Если без объединения не обойтись, то предварительно оно согласовывается с эксплуатирующей компанией.

Заземление

Работает заземляющее повторное устройство при помощи двух вертикальных электродов с длиной не менее 5 м, между собой они скреплены горизонтальным заземлителем. В роли последнего выступает стальная полоса, также она применяется для формирования проводника, соединяющего ГЗШ и дополнительный заземлитель. Полоса должна быть не меньше 4 мм толщиной с площадью поперечного сечения 75 мм 2 . Нормирование сопротивления повторного заземлителя отсутствует.

Сечение питающего кабеля оказывает влияние на подбор проводника выравнивания потенциала, он не должен быть меньше половины сечения кабеля. Наибольшее распространение приобрела проводка ПВ1 и стальная полоса, также используется одножильный кабель. Специальные сжимы зачастую применяются при ответвлении магистрали при помощи провода.

Техническое оборудование и молниезащита

В соответствии с тезисами ПУЭ-7 и при соблюдении границ сечения проводников выполняются все соединения для выравнивания потенциалов конструкций защиты от молний. Должны разделяться соединения непосредственные и осуществляемые через искровые разделяющие промежутки.

Система молниезащиты может иметь непосредственное объединение со следующими устройствами:

заземляющие элементы системы защиты от высокого напряжения сооружений охранного типа;
антенные приспособления;
линии заземления, находящиеся под землей в удалении от систем коммуникации и защиты от превышения напряжения;
заземление силовых конструкций, мощность которых превышает 1 кВт, при этом должна отсутствовать возможность занесения в заземлители высокого потенциала;
предохраняющие связи в сетях типа ТТ для защиты от удара током при косвенных контактах.

При проведении в металлических трубах или экранизации информационных либо силовых линий дополнительная система уравнивания потенциалов не нужна.

Искровые промежутки

Контрольные испытания должны осуществляться при получении доступа к искровым разъединительным пространствам. Благодаря правильной проектировке и установке механизма внутренней защиты от молний минимизируются повреждения, вызванные разностью потенциалов и импульсами перенапряжения.

Соединение через искровые промежуточные разделения осуществляется для следующих элементов:

заземление измеряющих систем при условии отдельного проектирования;
установки, защищенные от утечки тока и имеющие антикоррозионную катодную защиту;
обратный провод тягового элемента постоянного тока, а также переменного при отсутствии возможности выполнения непосредственного объединения по сигнально-техническим доводам;
вспомогательные заземляющие детали защитного отключения, которое срабатывает при опасном напряжении.

Установка

Во время строительства здания должен выполняться монтаж СУП, так как есть некоторые сложности при использовании в готовых строениях. Дополнительная коробка уравнивания потенциалов запрещена к применению в зданиях, имеющих заземление вида TN-C. При несоблюдении данного правила во время разрыва нулевого провода есть вероятность поражения током жильцов, которые не устанавливали ДСУП. Относится данное ограничение в основном к старому многоэтажному жилому фонду.

Заземляющая система другого типа позволяет избавиться от такой проблемы: для этого выполняется заземляющий контур и присоединяется медной проводкой к защемляющей главной шине.

Пластиковые трубы

Сегодня имеет достаточное распространение проведение коммуникаций с использованием пластмассовых труб, для которого не нужно объединение с системой уравнивания. При этом, если в существующей ДСУП заменить трубы из металла на пластиковые, отличающиеся токопроводящими свойствами, возникнет нарушение связи между металлическими частями в помещении (полотенцесушитель, батареи) и заземляющей шиной, из-за чего они становятся опасными при одновременном касании.

При создании коммуникаций с помощью труб из пластика объединение с системой уравнивания осуществляется с применением металлических гребенок, кранов и обратных клапанов для закрепления проводников. При наличии диэлектрических вставок в металлических трубах они добавляются к главной системе после вставок внутри строения.

Что нужно знать

В соответствии со строительными правилами и нормами, сегодня уделяется повышенное внимание грамотной установке системы уравнивания потенциалов. В первую очередь осуществляются при сдаче здания в эксплуатацию осмотр и проверка на соответствие проекту. Создание электрического объединения всех проводящих элементов, доступных для касания, с помощью специальных проводников обеспечивает должную электробезопасность. В качестве дополнения выступает коробка уравнивания потенциалов в местах с высокой возможностью поражения током.

Стоит учитывать то, что ДСУП может создаваться только в зданиях, которые имеют систему заземления с раздельным прокладыванием проводников N- и PE-типа.

Между частями СУП должна устанавливаться металлическая прочная связь, если они подключены в соответствии с радиальной схемой и необходимым сечением защитного проводника.

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

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

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

Элементы, которые требуется подключить к ГЗШ:

— Магистральный заземляющий проводник;

— Основные защитные проводники (PE, PEN);

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

— Металлические части каркаса постройки (сооружения);

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

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

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

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

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

Начну с системы уравнивания потенциалов.

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

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

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

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

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

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

Виды системы уравнивания потенциалов (СУП):

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

Основная система уравнивания потенциалов (ОСУП)

Основная система уравнивания потенциалов должна состоять из следующих элементов:

контура заземления (заземляющее устройство);
главной заземляющей шины (ГЗШ);
защитных проводников PE;

Состав основной системы уравнивания потенциалов согласно ПУЭ

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

заземляющий проводник, присоединенный к заземляющему устройству электроустановки (в системе TT);
заземляющий проводник, присоединенный к заземлителю повторного заземления на вводе в здание (если есть заземлитель);
металлические трубы коммуникаций, входящих в здание: горячего и холодного водоснабжения, канализации, отопления, газоснабжения и т.п.
металлические части каркаса здания;
металлические части централизованных систем вентиляции и кондиционирования. При наличии децентрализованных систем вентиляции и кондиционирования металлические воздуховоды следует присоединять к шине PE щитов питания вентиляторов и кондиционеров;
заземляющий проводник функционального (рабочего) заземления, если такое имеется и отсутствуют ограничения на присоединение сети рабочего заземления к заземляющему устройству защитного заземления;
металлические оболочки телекоммуникационных кабелей.

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

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

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

В основной системе уравнивания потенциалов (ОСУП) ЗАПРЕЩЕНО :

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

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

Дополнительная система уравнивания потенциалов (ДСУП)

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

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

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

Для ванных и душевых помещений дополнительная система уравнивания потенциалов является обязательной и должна предусматривать, в том числе, подключение сторонних проводящих частей, выходящих за пределы помещений. Если отсутствует электрооборудование с подключенными к системе уравнивания потенциалов нулевыми защитными проводниками (т.е. с проводниками РЕ, не путать с рабочим нулём!), то систему уравнивания потенциалов следует подключить к РЕ шине (зажиму) на вводе.

Нагревательные элементы, замоноличенные в пол , должны быть покрыты заземленной металлической сеткой или заземленной металлической оболочкой, подсоединенными к системе уравнивания потенциалов. В качестве дополнительной защиты для нагревательных элементов рекомендуется использовать УЗО на ток до 30 мА.

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

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

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

Указанная система состоит из следующих элементов:

коробки уравнивания потенциалов (КУП);
проводников уравнивания потенциалов.

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

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

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

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

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

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

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

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

Примечание

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

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

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

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

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

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

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

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