Коробка уравнивания потенциалов для чего нужна
Коробка уравнивания потенциалов
В многоквартирных домах существует множество металлических предметов – проводников электрического тока. К ним относятся системы отопления, водоснабжения, короба вентиляции, корпуса электроприборов и другие конструктивные элементы. Всем известно, что между ними существует связь. При утечке тока возникает реальная опасность для человека, которая устраняется разными способами. Наиболее эффективной считается система, в состав которой входит коробка уравнивания потенциалов. Она защищает от поражения электрическим током, позволяет избежать травматизма и других негативных последствий.
Для чего нужно выравнивать потенциалы
Прежде чем подробно рассматривать данную систему, следует разобраться с понятиями электрического потенциала и тока. Их физические свойства наглядно видны на примере обычного проводника. Когда он находится в состоянии покоя, все заряженные частицы – положительные и отрицательные – равномерно заполняют его внутреннюю структуру.
Каждый источник тока имеет на одном из полюсов недостаточное количество электронов, а на другом – избыточное. При подключении к нему проводника, все электроны, находящиеся внутри, станут перемещаться в определенном направлении с целью выравнивания этого недостатка и избытка. Такое движение называется электрическим током, а разница в электронах известна как положительный и отрицательный электрический потенциал.
При неизменной разнице потенциалов движение электронов будет происходить в одном направлении, поэтому ток считается постоянным. Если же наблюдается частая смена мест положительного и отрицательного потенциалов, то такой ток будет называться переменным. В домашней сети такие изменения происходят 50 раз в секунду, то есть частота переменного тока составляет 50 Гц.
Все проводники, по которым протекает электрический ток, защищены изоляцией, исключающей любые контакты с окружающими предметами. Это касается всех металлических элементов, деталей и конструкций, обладающих нулевым электрическим потенциалом, по которым не должен течь ток. В идеальном варианте все они работают автономно и не представляют опасности для окружающих.
Однако довольно часто возникают ситуации, в квартире или в частном доме, связанные с утечками тока. Например, в результате аварии произошло соприкосновение токоведущего провода и батареи. В этом случае ток проникает во всю систему отопления, что приводит к изменению электрического потенциала металлического радиатора.
Подобная ситуация может привести к различным вариантам дальнейшего развития событий:
С этой целью все типы элементов из металла и защита приборов и оборудования, которые не должны быть под напряжением, соединяются в единую цепь. При возникновении аварийной ситуации все они будут иметь одинаковый потенциал. Даже, если напряжение составит 220 вольт, удара током не произойдет, важно, чтобы под ногами человека была изолированная поверхность.
Устройство и работа ОСУП
В качестве главного защитного элемента выступает ОСУП – основная система выравнивания потенциалов. Типовая схема включает в себя следующие части:
Для установки главной шины заземления или шины РЕ используется вводно-распределительный щит здания. В свою очередь, шина соединяется со стальной полосой, подключенной к контуру заземления. Помимо этого, к ГЗШ дополнительно выполняется подключение PEN-проводника кабельной линии на входе в случае использования системы заземления TN-C-S или РЕ-проводник при подключении заземляющей системы TN-S. Сюда же подсоединяются и РЕ-проводники, соединяемые с группами разных проводок и РЕ-проводники, входящие в систему для выравнивания потенциалов.
Основная система уравнивания потенциалов имеет свои особенности подключения и эксплуатации:
В процессе эксплуатации ОСУП иногда возникают проблемы технического характера. Например, в последнее время многие хозяева квартир осуществляют замену металлических труб пластиковыми. В результате использования пластика происходит разрыв защитной цепочки, препятствующий выравниванию, и разность потенциалов возникает хаотически и бесконтрольно между любыми участками и коммуникациями.
Другая проблема основной системы заключается в существенных различиях электрического потенциала одной и той же трубы на разных этажах многоэтажного дома. То есть напряжение на первом этаже будет выше, чем на последнем, в связи с чем может сложиться ситуация, представляющая опасность для организма человека. Поэтому кроме главной, создается еще одна система уравнивания потенциалов, устанавливаемая в индивидуальном порядке во всех квартирах.
Назначение и особенности эксплуатации ДСУП
Данная система органично дополняет ОСУП и обеспечивает дополнительную электробезопасность в душах, ванных и прочих объектах, представляющих повышенную опасность.
Например, в дополнительную систему, предназначенную для ванной комнаты, входят такие конструктивные элементы и оборудование:
Для подключения каждого объекта, входящего в систему, используется медный проводник с одной жилой. Его свободная часть заводится в коробку уравнивания потенциалов и соединяется с клеммой.
К подобной системе выставляются такие же требования, как и к основной:
Выполняем монтаж
До начала установки специалисты рекомендуют сделать чертеж, на котором точно обозначить соединения элементов. Обязательно отмечается место, где будет установлена коробка для уравнивания потенциалов. Следует отметить и места прохождения провода по всем линиям, от одной точки до другой.
На следующем этапе выполняется подготовка коммуникаций к подключению. Для этого на трубе зачищается небольшое расстояние под размеры хомута. Зачистка производится до тех пор, пока не появится металлический блеск. Таким образом, обеспечивается прочное соединение и хороший контакт, благодаря которому система обязательно сработает при возникновении аварийной ситуации.
По окончании монтажа правильность всех подключений проверяется измерительными приборами и визуальным осмотром. Процедуру проверки рекомендуется поручить профессиональному специалисту-электротехнику.
Коробка уравнивания потенциалов (КУП): монтаж и особенности эксплуатации
Коробки уравнивания потенциалов – Назначение и монтаж КУП
Коробка уравнивания потенциалов (КУП): монтаж и особенности эксплуатации
Как проводить снижение разности потенциалов
Что такое уравнивание потенциалов
Если коротко, то уравнивание потенциалов это соединение токопроводящих элементов здания, чтобы не создать разность потенциалов в зоне одновременного прикосновения человеком разных металлических конструкций и корпусов. Разберемся подробнее.
Что такое потенциал и для чего его нужно выравнивать
Для того чтобы разобраться с системой уравнивания потенциалов давайте коротко вспомним, что такое электрический потенциал, а как следствие что такое электрический ток. Для примера возьмем любой электрический проводник. Например, электрический провод.
В «спокойном» состоянии любой проводник имеет равномерное распределение электронов, как положительных, так и отрицательных, по всей своей внутренней структуре.
Если подсоединить проводник к устройству, которое создает на одном своем полюсе недостаток электронов, а на другом полюсе их избыток, все электроны нашего проводника начнут направленное движение, чтобы выровнять этот недостаток и избыток. То есть прийти опять в «спокойный» режим. Такое направленное движение электронов и есть электрический ток, а создаваемый на полюсе проводника избыток или недостаток электронов называется отрицательным и положительным электрическим потенциалом
Разница электрических потенциалов на полюсах приводит к возникновению электрического тока. Если разница потенциалов не меняется и электроны двигаются в одном направлении, то ток называется постоянным. Если положительный и отрицательный потенциал часто меняются местами, то ток называется переменным. В наших электрических сетях потенциалы меняются с частотой 50 раз в секунду. Что и создает в наших электрических цепях переменный электрический ток с частотой 50 Герц.
Типичный пример использования
Чтобы лучше понять все описанные выше принципы, рассмотрим пример использования основной функции СУП и её компонентов. Представим следующую ситуацию. Соседи под вами или над вами приобрели стиральную машину. Проработав достаточно долгое время, она истратила свой эксплуатационный срок и сломалась. Все провода протерлись, и машинка начинает биться током. А поскольку она напрямую подключена к трубам канализации и имеет контакт с водой, то удары могут почувствовать по стояку соседи снизу или сверху. В итоге вы получите как минимум неприятные ощущения.
Вот как раз для их предотвращения и обеспечения электробезопасности в доме используется коробка уравнивания потенциалов. Она подключается к стоякам, шине в электрическом щите и каждой розетке в ванне или кухне (в санузле). В заключении стоит сказать, что система уравнивания потенциалов должна быть создана ещё при строительстве здания. Однако бывает так, что такая сеть напросто отсутствует в помещениях. В таком случае срочно необходимо исправить ситуации. Ведь это довольно серьезный момент. Система уравнивания потенциалов отвечает за электробезопасность помещения и ваше здоровье. Её монтаж должен осуществляться грамотно и профессионально
Коробка уравнивания разности потенциалов
В наших квартирах и домах, производственных помещениях и офисах, где мы работаем, полным-полно металлических корпусов и конструкций, во время одновременного прикосновения к которым человек может попасть в зону разности потенциалов. Чтобы такого не произошло потенциалы надо уравнять. Как это сделать практически? Соединить все имеющиеся в здании токопроводящие элементы. Такая система уравнивания потенциалов (СУП) создаёт безопасную для человека среду. Одним из элементов СУП является коробка уравнивания потенциалов (КУП).
Об этих СУП и КУП поговорим более подробно, но сначала рассмотрим на практических примерах, что представляет собой разность потенциалов в обычных квартирах и откуда она появляется.
Все мы учили физику и помним, что потенциал сам по себе опасности абсолютно никакой не представляет. Опасаться надо разности потенциалов.
Что такое коробка уравнивания потенциалов и как её используют?
В соответствии с современными нормами, в здании, где проложена электропроводка, должна иметься система уравнивания потенциалов. Причем, помимо основной, устанавливается и дополнительная СУП. Об организации последней (подключение коробки уравнивания потенциалов и т.д.) пойдет речь в этой статье. Начнем с теории, а именно, что представляют собой СУП.
Пример организации основной и дополнительной СУП
Назначение
Поражение током при пробое на корпус
Чтобы избежать таких неприятностей, все токопроводящие конструкции в здании, а также инженерные сети с подобными свойствами, объединяют в единый контур, соединенный с клеммной колодкой PE. Заземление может быть проложено отдельно или подводиться совместно с входящим кабелем.
При правильно организованной СУП в случае «пробоя» на токопроводящие элементы конструкции произойдет короткое замыкание или возникнет большой ток утечки, что приведет к активации устройств, производящих отключение. В результате поврежденный участок будет отключен и угрозы человеческой жизни не возникнет.
Система уравнивания потенциалов обеспечивает защиту в случае пробоя
Теперь перейдем к устройству основной и дополнительной системы.
Основная СУП
Она закладывается, непосредственно, при строительстве здания либо в процессе его реконструкции или капитального ремонта.
Основные составляющие СУП:
Не будем вдаваться в подробности организации основной СУП, поскольку это тема отдельной статьи, но приведем три догмата ее построения:
Необходимость дополнительной СУП и ее основные элементы
Казалось бы, зачем устанавливать дополнительную систему, если есть основная, на это есть несколько весомых причин, приведем две из них:
Как видите, этих двух причин вполне достаточно для возникновения потенциальной угрозы жизни.
Основные элементы дополнительной системы:
В принципе, можно использовать и коробки неизвестных брендов из Поднебесной, только прежде, чем производить установку, убедитесь, что для их изготовления использовался негорючий материал. Помимо этого проверьте качество исполнения внутренней клеммной колодки. Было немало случаев, когда крепление не обеспечивало надежного контакта.
Организация дополнительной системы
Весь процесс можно условно разделить на два этапа подготовительный и, собственно, монтаж.
В первую очередь необходимо составить схему ДСУП, хотя бы приблизительную. Это позволит «не намудрить» с подключениями, например, забыть подсоединить к клеммной колодке какой-либо элемент или подвести к нему несколько проводов РЕ. Пример правильно выполненного эскиза показан на рисунке 5.
Рис 5. Схема организации дополнительной системы уравнивания потенциалов
На эскизе показаны элементы, которые следует в обязательном порядке подключить к КУП, перечислим их:
При правильно организованной электропроводке подводить отдельно провода к электроприборам не имеет смысла, поскольку эту функцию выполняет жила заземления.
Сделав эскиз, необходимо определиться, где будет устанавливаться КУП, особых критериев к этому нет, главное, чтобы к ней непроблематично было добраться в любое время.
Определившись с местоположением коробки, следует продумать трасы для проводов, идущих к КУП. Напоминаем, что они должны быть уложены по радиальной схеме, то есть к каждому элементу идет отдельный провод.
Если при подключении проводников системы к коробке с клеммником проблем не будет, то с заземлением труб могут возникнуть некоторые сложности. Исправить ситуацию можно с помощью специальных хомутов зажимов, один из них продемонстрирован на рисунке 6.
Рис 6. Зажим для подключения защитного заземления к трубам
Место для крепления провода заземления к хомуту отмечено красным кругом.
После того, как ДСУП смонтирована, клеммник КУП подключается к РЕ квартирного щитка (см. рис. 7).
Рис 7. Подключение ДСУП к шине РЕ
На кухне ДСУП организуется подобным образом. То есть, производится подключение к КУП труб холодного и горячего водоснабжения, газовая труба, отопление, а также электрооборудование.
После установки системы и подключения ее клеммной колодке PE необходимо убедиться в наличии между нею, КУП и подключенными элементами единой цепи. Сделать это можно произведя соответствующие замеры.
В остальных комнатах организация дополнительной системы не имеет смысла.
Что ещё необходимо принять во внимание?
Дополнительную систему запрещается монтировать, если в доме используется заземление по типу TN-С, поскольку это создает реальную опасность для жизни другим жильцам, не установившим ДСУП.
Подключение КУП к клеммам щитка необходимо выполнять, только обесточив электропроводку.
Обратим внимание! Если в ванной комнате или на кухне установлен бойлер, он должен быть обязательно подключен к КИП, а питание на него необходимо подавать через отдельную линию, защищенную УЗО.
Если на установленные в ванной розетки может попасть вода, то необходимо использовать изделия классом не ниже IP54.
Назначение и устройство коробки уравнивания потенциалов
Одним из самых важных требований при регулярной эксплуатации электрических приборов в жилых помещениях является выравнивание потенциалов. Характеризуется снижением разности потенциалов между поверхностью напольного покрытия, земли и заземленными металлическими частями электрических приборов. Уравнять потенциалы можно благодаря укладке на поверхность специальных проводников, которые соединены с заземлением. Эта схема проста, но эффективна, поскольку снижает напряжение прикосновения при поврежденной изоляции.
Для чего нужно выравнивать потенциалы
Коробка уравнивая потенциалов (КУП)
Прежде чем выяснить, что такое КУП в электрике, нужно разобраться с такими понятиями, как электрический потенциал и ток. Ознакомиться с их физическими свойствами можно на примере обыкновенного проводника. Когда он пребывает в состоянии покоя, его внутреннюю полость равномерно заполняют все заряженные частицы, они бывают отрицательными и положительными.
Если говорить о каждом предмете, вырабатывающий ток, то один из его полюсов переполнен электронами, а другой испытывает недостаток. При подключении к нему проводника внутри находящиеся электроны начнут вращаться в противоположном направлении до момента достижения баланса. Такое движение получило название – электрический ток, а разница в электронах – отрицательный и положительный электрический потенциал.
Ток является постоянным, если при неизменной разнице потенциалов движение электронов будет направлено в одну сторону. Если же состояние характеризуется постоянным изменением направления электронов, ток называется переменным.
Домашняя сеть характеризуется тем, что подобные изменения происходят с интервалом в 50 секунд. Отсюда следует, что частота переменного тока составляет 50 Гц. Поверхность всех проводников, по которым протекает электрический ток, должна быть заизолирована и находиться в местах, где отсутствует контакт с окружающими предметами. Это касается всех деталей, изготовленных из металла, например, металлические детали и конструкции, имеющие нулевой электрический потенциал — по ним ток протекать не должен. При правильной и корректной работе они выполняют поставленные задачи автономно и не несут потенциальную угрозу здоровью и жизни домочадцев.
Причины и опасность
Прежде чем устранять разность потенциалов, нужно выяснить, что является основными причинами ее появления. Провоцирующие факторы:
Чтобы в будущем предупредить появление опасных ситуаций, следует в единую цепь соединить все оборудование и приборы, которые не должны быть под напряжением. В таком случае при развитии нештатных ситуаций все поверхности будут иметь одинаковый электрический потенциал.
Виды коробок уравнивания потенциалов (КУП) и их устройство
КУП в электрике делится на два вида:
Каждая имеет свои технические особенности, преимущества и недостатки, поэтому стоит ознакомиться с ними более детально.
Основная коробка управления потенциалов
Эта коробка уравнивания потенциалов считается ведущей, главной. Представляет собой контур, который объединяет в себе следующие рабочие элементы:
Несколько десятилетий назад домочадцы ничего не знали о такой проблеме, как разность потенциалов. Причиной его появления стала установка пластиковых труб, которые проводят электрический ток, что приводит к разрыву цепи.
Коробка ДСУП
Данная система уравнивания потенциалов считается вспомогательной, устанавливают ее в ванной комнате. Система включает в себя следующие рабочие детали:
Каждая часть дополнительной системы уравнивания потенциалов соединяется отдельным проводом с жилой, изготовленной из меди. Второй ее конец подключают к ДСУП.
Принцип работы и монтаж КУП
Чтобы предупредить образование разности потенциалов, в помещениях устанавливают коробку управления. Принцип работы устройства заключается в параллельном соединении всех конструкций, изготовленных из металла. Коробка КУП объединяет в единый контур все токопроводящие объекты.
Установить систему выравнивания потенциалов в домашних условиях не составляет особого труда. Она получила название – местная система. Монтировать такую конструкцию рекомендуется во время проведения ремонта в квартире, поскольку требуется от распределительного щитка до КУП вести провод под полами.
Для монтажа установки потребуются следующие инструменты и материалы:
Если весь необходимый инвентарь подготовлен, можно приступать к монтажу. Предварительно составляют схему соединений, чтобы правильно уравнять потенциалы. Также схематически изображаются места проведения кабелей от коробки до шины заземления в распределительном щите.
Следующий этап – подготовка к подключению самих коммуникаций. Зачищают места контакта до образования характерного металлического блеска. Это важно, поскольку обеспечивает надежное соединение. В нештатной, аварийной ситуации система выравнивания потенциалов не даст сбой.
Подводят кабели к каждой части цепи. Все проводники заводят в коробку и осуществляют надежное соединение с шиной.
Клеммная коробка, установленная в помещении с повышенной влажностью, должна иметь степень защиты корпуса не менее IP54.
Самый оптимальный вариант – устанавливать систему еще на этапе строительства здания, однако существуют ограничения по ее использованию:
Площадь сечения используемого проводника должна быть не менее рекомендованного значения.
Система молниезащиты в уравнивании потенциалов
При поражении здания молнией наблюдается большая скорость нарастания силы тока. На фоне этого образуется существенная разница потенциалов.
Чтобы при поражении молнией не возникало неконтролируемых скачков напряжения и замыканий, требуется соединить все электрические устройства, молниезащиту, заземление, металлические предметы с системой уравнивания потенциалов. Все проводники контура соединяются с помощью уравнивающей шины. Большие строительные сооружения, как правило, оснащаются несколькими такими шинами больших размеров. При этом они обязательно должны быть соединены друг с другом.
Коробка уравнивания потенциалов молниезащиты должна устанавливаться на вводе в сооружение, а также в местах, где не удается соблюдать безопасные расстояния, например, в подвале или на одном уровне с землей. В здании из бетона или с металлическим каркасом уравнивание системы должно проводиться исключительно на уровне почвы. В высоких зданиях такие системы устанавливаются с интервалом в 20 метров.
Что такое уравнивание потенциалов
Что такое разность потенциалов, и почему она опасна для человека? Любой металлический предмет большого размера (водопроводная труба, радиатор отопления, ванна, корпус холодильника) является хорошим проводником электрического тока. Даже без прямого контакта с источником напряжения, на поверхности этих предметов может возникнуть наведенный электрический ток, по аналогии с шаговым напряжением.
Как это работает
Предположим, что в вашей квартире все розетки и электроприборы заземлены. В теории вы чувствуете себя в безопасности. Ваш сосед снизу, проводя ремонт, заменил канализационную трубу с чугунной на пластиковую. Теперь между вашей чугунной ванной и физической землей отсутствует надежная электрическая связь. У соседа пробило изоляцию в люстре, и через влажный пол вашей ванной комнаты, потенциал порядка 100 вольт появился в ванной с водой.
Поскольку в канализационном стоке пластиковая вставка, замыкания на землю не произошло, и защитный автомат не сработал. Весь потенциал накопился в вашей ванной. Вы, находясь в воде, прикасаетесь к смесителю. Через стальные трубы водопровода, он имеет надежную электрическую связь с грунтом. Вы получаете гарантированное поражение электротоком.
Почему так произошло?
Любой проводник содержит в себе электроны. Пока нет разницы в потенциалах на концах проводника, электроны стоят на месте, и электроток не протекает. В описанной ситуации, труба водопровода имеет нулевой потенциал по всей длине. Ванна с водой, по причине распространения напряжения от неисправной проводки этажом ниже, через отрезок чугунной трубы, имеет потенциал 100 вольт. Эти предметы между собой не соприкасаются, поэтому электрического тока нет.
После касания одновременно ванной под напряжением и фактически заземленного смесителя, по вашему телу протекает электрический ток. Человек на 80% состоит из воды, поэтому он вполне себе неплохой проводник. Электроны просто устремляются от точки с меньшим потенциалом, к точке с большим потенциалом. Поэтому уравниванию потенциалов в ванной комнате следует уделить особое внимание.
Справедливости ради, если бы вы просто оказались с ванной под напряжением (ничего не касаясь), и так же из нее удалились, никакого поражения электротоком не было. Вы никогда не задавались вопросом, почему птицы, сидящие на проводе ЛЭП с напряжением свыше 1000 вольт, не погибают от удара током? Потому, что у них такой же потенциал, как у провода: 1000 вольт. Они не касаются других проводов, разницы потенциалов нет, соответственно, нет и электротока через их тушки.
Еще один пример. Вставьте в отключенную розетку кусок провода (в фазу), и свободно подвесьте его, чтобы он не касался стены и пола. Подайте напряжение — ничего не произойдет. Тем не менее по всей длине провода есть потенциал 220 вольт. Стоит соединить провод с любым предметом, у которого потенциал относительно «земли» ниже, через соединитель (например, человека), потечет ток.
Отсюда вывод: любые предметы, которые в обычных условиях не находятся под напряжением (за исключением аварийных ситуаций), всегда должны иметь равный потенциал. В случае с жилыми помещениями — равный нулю. Для этого, все металлические элементы жилого дома, включая арматуры в стенах, соединяются с контуром заземления еще на этапе строительства.
Это называется: основная система уравнивания потенциалов (ОУП). Вблизи каждого здания расположена главная заземляющая шина (ГЗШ), надежно (обычно с помощью сварки) соединенная с заземлителем (контуром). Она периодически проверяется специальными службами (со временем может рассыпаться от коррозии), и монтируется еще на этапе закладки фундамента.
Можете быть уверены, что все металлические предметы вашей многоэтажки имеют электрический контакт с ГЗШ. Сразу после ввода в эксплуатацию, контур уравнивания потенциалов работает безупречно. Это требование Правил устройства электроустановок соблюдается всегда. Пока не начинаются ремонты в квартирах.
В чем опасность
Вы скажете, что это все незаконно, и запрещено? Да, это так.
Но это логика пешехода, который видит несущийся на него автомобиль, и продолжает находиться на переходе, уповая на ПДД. Пешехода собьют, водителя обязательно накажут. Кому от этого станет легче?
Не следует надеяться на то, что вокруг вас все придерживаются Правил устройства электроустановок. Поэтому организуем дополнительное уравнивание потенциалов.
Уравнивание или выравнивание
Многие путают два основных понятия:
Создание системы дополнительного уравнивания потенциалов (ДУП)
Уравнивание потенциалов в ванной комнате производится со всеми элементами, находящимися в помещении санузла. Даже если входящая труба уже соединена с ШДУП или ШОУП.
Соединение с элементами, не имеющими специальных контактов для подключения, производится с помощью хомутов, зажимов.
Организация системы ДУП в частном доме может не производиться, при строительстве и организации энергоснабжения должна быть установлена основная система уравнивания потенциалов. Для обеспечения безопасности, следует смонтировать дополнительную систему в ванной комнате.