Коробка дополнительной системы 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 непосредственная связь. При утечке тока возникает реальная опасность для человека, которая устраняется разными способами.

Наиболее эффективной считается специальная система, в состав которой входит коробка уравнивания потенциалов. Она достаточно надежно 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:

• Человек стоит на полу в обуви, не проводящей ток. В этом случае ничего не произойдет, и поражения током не будет.
• При нахождении на заземленном полу, человек неизбежно получает удар током. Для подобных ситуаций предусмотрено УЗО – устройство защитного отключения.
• Человек стоит на изолированном полу, одновременно касаясь металлической трубы и батареи, находящейся под напряжением. Каждая из этих конструкций обладает разным электрическим потенциалом и ток начнет протекать через тело. Именно в этот момент человек получает электротравму. Для борьбы с этим явлением и предусмотрена система для выравнивания потенциалов.

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:

• Заземляющее устройство – контур заземления.
• ГЗШ – главная заземляющая шина.
• Защитные проводники РЕ.
• Проводники уравнивания потенциалов.

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:

• Запрещается соединять РЕ-проводники и нулевые рабочие провода (N) на всем протяжении линии, от начала главной заземляющей шины.
• При подключении к заземленным конструктивным элементам здания должна использоваться радиальная схема соединения. В таких случаях всем заземляемым частям здания будут соответствовать собственные проводники, выравнивающие потенциалы. Сами уравнивающие РЕ-проводники запрещается соединять с помощью шлейфов.
• Работа проводов защиты осуществляется непрерывно. Поэтому в цепи с такими проводниками нельзя устанавливать какую-либо защитную коммутационную аппаратуру.

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:

• Трубы водопровода и канализации.
• Короб вентиляции, при ее наличии.
• Полотенцесушитель, корпуса ванн или душевых кабин.
• Для соединения и подключения используются проводники и коробка уравнивания потенциалов.

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:

• Для подключения элементов запрещается использовать шлейф.
• Установка дополнительной системы запрещается, когда в помещении отсутствует заземляющий контур, то есть используется заземляющая схема TN-C.
• Дополнительная система уравнивания потенциалов не должна иметь разрывов на всем своем протяжении, начиная от распределительного шкафа и заканчивая коробкой для клемм, установленной на своем месте. Запрещается включать в цепочку все виды защитной аппаратуры.

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.

Далее к каждому элементу подводится отдельный проводник. При отсутствии вероятности механических повреждений, сечение провода может быть 2,5 мм2. Если же такая возможность не исключается, рекомендуется перестраховаться и воспользоваться проводом сечением 4 мм 2 . Все провода, заведенные в коробку, следует надежно закрепить на шине. Коробка уравнивания потенциалов для ванной комнаты выбирается с классом защиты не ниже IP54. Провод, отходящий от шины в направлении квартирного щитка, имеет сечение 6 мм 2 . Он не должен пересекаться с другими кабельными линиями, независимо от места прокладки.

По окончании монтажа правильность всех подключений проверяется измерительными приборами и визуальным осмотром. Процедуру проверки рекомендуется поручить профессиональному специалисту-электротехнику.

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.

Причины

Все мы учили физику и помним, что потенциал сам по себе опасности абсолютно никакой не представляет. Опасаться надо разности потенциалов.

В квартирах разность потенциалов у труб и бытовых электроприборов может возникнуть вследствие следующих обстоятельств:

1. Повредилась изоляция провода, и происходит утечка тока.
2. В системе заземления возникли блуждающие токи.
3. Схема подключения электрического оборудования выполнена неправильно.
4. Проявляется статическое электричество.
5. Электрические приборы неисправны.

Опасность

Помните со школы? Любой металлический предмет проводит электрический ток. В наших домах подобные предметы повсюду. Это – трубы центральной отопительной системы, холодного и горячего водопровода; батареи и полотенцесушитель; короб вентиляции и водосток; металлический корпус любого электроприбора.

В общедомовых коммуникациях металлические трубы между собой взаимосвязаны. Рассмотрим простой пример. У нас есть ванная комната, в которой рядом расположены батарея отопления и душевая кабинка. Если вдруг между этими двумя элементами возникает разность потенциалов, а человек в одно время прикоснётся и к батарее, и к душевой кабинке, будет крайне опасно в плане поражения током. В данном случае тело человека сыграет роль перемычки, по которой потечёт электрический ток. Путь его протекания нам известен из законов физики – от потенциала с большим значением к меньшему.

Ещё один типичный пример, если разные потенциалы возникают на трубах водопровода и канализации. Когда на водопроводной трубе появляется токовая утечка, есть вероятность поражения человека во время купания в ванной. Это произойдёт в том случае, если человек стоит в ванной с водой, при этом открывает слив и касается рукой водопроводного крана. Чтобы подобных проблем не возникало, необходимо уравнивание потенциалов.

Ситуация, когда на трубах в жилом доме присутствует напряжение, показана в этом видео:

Для того чтобы уравнивать потенциалы существует две системы, о каждой из них мы поговорим более подробно.

Уравнивание основное

Главной считается основная система уравнивания потенциалов, в сокращённом виде она называется ОСУП. По сути, эта система представляет собою контур, объединяющий несколько элементов:

• наиболее важный – главную заземляющую шину (ГЗШ), именно на ней соединяются все остальные элементы;
• всю металлическую арматуру многоэтажного жилого дома;
• молниезащиту здания;
• отопительную систему;
• детали и элементы лифтового хозяйства;
• короба вентиляции;
• металлические трубы водоснабжения и отвода воды.

Каждое здание имеет вводное распределительное устройство (ВРУ), в нём устанавливают главную заземляющую шину (ГЗШ). Она подключается на контур заземления при помощи стальной полосы.

Раньше не нужно было беспокоиться, все металлические элементы объединялись, и не возникало предпосылок для разных потенциалов. Если и появлялся какой-то потенциал на трубе, по пути наименьшего сопротивления он спокойно уходил в землю (мы ведь помним, что металл – это отличный токопроводник).

Сейчас ситуация изменилась, многие жильцы во время ремонтных работ в квартирах меняют металлические водопроводные трубы на полипропиленовые либо пластиковые. За счёт этого общая цепочка разрывается, батареи и полотенцесушители остаются без защиты, потому что пластик не обладает проводящей способностью и не связан с заземляющей шиной. Представьте, что у вас остались металлические трубы, а сосед снизу всё поменял на пластик. При появлении потенциала на ваших трубах ему некуда уходить, путь в землю прерван пластиковыми трубами соседа. Таким образом и происходит возникновение разности потенциалов.

Есть у основной системы небольшая проблема. В многоэтажных зданиях коммуникационные пути очень протяжённые, за счёт этого увеличивается сопротивление проводящего элемента. В величине потенциала на трубах первого и последнего этажей будет ощутимая разница, а это уже представляет собой опасность. Поэтому создаётся дополнительная система уравнивания потенциалов, она монтируется на каждую квартиру индивидуально.

Дополнительное уравнивание

Дополнительная система уравнивания потенциалов (сокращённое название ДСУП), монтируется в санузлах, в ней объединяются такие элементы:

• металлический корпус душевой кабинки или ванная;
• вентиляционная система, когда её выход в ванную выполнен коробом металлическим;
• полотенцесушитель;
• канализация;
• металлические трубы водопровода, отопления и газового хозяйства.

А вот тут уже понадобится коробка уравнивания потенциалов. К каждому из вышеперечисленных объектов подсоединяется отдельный провод (одножильный, материал исполнения – медь), его второй конец выводят и подсоединяют в КУП.

Выполнение монтажа

КУП различается в зависимости от того, как конструктивно выполнено здание и куда будет монтироваться сама коробка:

• в сплошную стену;
• в полую стену;
• на стенную поверхность (открытый способ установки).

Представляет собой корпус, выполненный из пластика, внутри которого располагается главный элемент – заземляющая шина. Она изготавливается из меди и имеет сечение не менее 10 мм 2 .

К этой шине через имеющиеся на ней разъемы подсоединяются медные провода от объектов водопроводной, отопительной и газовой систем; от находящихся в помещении электроприборов, а также от розеток и осветительных приборов, установленных в ванной комнате.

Подключение проводов к перечисленным элементам происходит за счёт болтовых соединений либо хомутов. Иногда используют специальные контактные лепестки, в этом случае металлическая связь между защищаемым элементом и проводом буде особенно прочной. Чтобы система уравнивания потенциалов в опасных ситуациях работала, нужен надёжный контакт. Поэтому место на трубах, где будет устанавливаться хомут, нужно зачищать до металлического блеска.

Внутренняя шина отдельным медным проводом, называемым защитным РЕ-проводником, соединяется с вводным квартирным щитком, а уже через него подключается непосредственно к ГЗШ. Сечение РЕ-проводника должно быть не менее 6 мм 2 . Важное условие, если вы решите проложить этот провод в полу, он не должен пересекаться с другими кабелями.

Такая коробка является как бы промежуточным звеном между всеми заземляющимися элементами и вводным щитком. Очень удобно, что от каждого элемента достаточно протянуть проводок только на КУП, а не к общему квартирному щиту.

Когда разводка выполнена пластиковыми трубами, в КУП подсоединяются провода от водопроводных кранов и смесителей.

Перед тем, как монтировать СУП, необходимо узнать, как в доме выполнено заземление. Если по системе TN-C (когда в один провод совмещаются защитный проводник РЕ и рабочий ноль N), выполнять уравнивание нельзя. Это вызовет опасность для других соседей, если у них такой системы нет.

Требования

При монтаже КУПа необходимо придерживаться некоторых требований и правил:

1. Её монтаж в ванных комнатах и санузлах обязателен. Во-первых, в этих помещениях расположено много металлических корпусов и поверхностей. Во-вторых, здесь имеется немалое количество электрических приборов. В-третьих, в этих комнатах всегда высокая влажность.
2. Устанавливается коробка в том месте, где проходят сантехнические стояки.
3. Обязательно подключение всего электрического оборудования, к которому имеется открытый доступ (это, прежде всего, корпуса водонагревательных бойлеров, стиральных машин), а также сторонних проводящих элементов.
4. Доступ к КУП должен быть свободным.
5. Установка КУП запрещена, когда в доме заземление смонтировано без заземляющего проводника (методом зануления).
6. ДСУП запрещается подключать шлейфом.
7. ДСУП по всей длине, начиная от КУП в санузле и до самого вводного щитка, нельзя разрывать. Запрещается монтировать в этой цепи любые коммутационные аппараты.

Напоследок хотелось бы сказать, не путайте понятия уравнивание и выравнивание разных потенциалов. Уравнять – значит соединить проводящие элементы электрически, чтобы сделать их потенциалы равными. А выровнять – это снизить разность потенциалов на полу или поверхности земли (шаговое напряжение).

Если в электричестве у вас опыта маловато, то не беритесь сами за такую работу, доверьте её профессионалам. Кроме всего прочего, специалист по окончании монтажных работ должен ещё померить сопротивление заземления, и проверить наличие цепи между заземляющими элементами.

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

Металлические конструкции здания, проложенные в нем инженерные и коммуникационные сети, являются проводниками электричества. Пока они не замкнуты в единый контур между этими элементами может возникнуть разность потенциалов. Причем, причиной этому может быть как повреждение изоляции силового кабеля, так и статика, наводка, атмосферное перенапряжение и т.д. Это грозит тем, что коснувшись, например, корпуса бытового электроприбора и радиатора отопительного контура можно получить не только ощутимый, а и фатальный удар током.

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:

• Заземляющий контур.
• Провода РЕ.
• Главная заземляющая шина.

Не будем вдаваться в подробности организации основной СУП, поскольку это тема отдельной статьи, но приведем три догмата ее построения:

1. Объединять провода, используемые СУП с рабочим нолем (N), категорически запрещается.
2. Заземление должно проводиться по радиальной схеме, то есть к каждому элементу подводиться отдельный проводник.
3. В системе нельзя устанавливать никакие коммутационные устройства, поскольку одно из основных требований гласит, что входящие в нее проводники должны быть беспрерывны.

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:

1. Обеспечение безопасности во влажных помещениях, где установлено электрооборудование (например, ванная комната и кухня).
2. Нет гарантии, что сосед снизу в процессе ремонта не заменил в стояке или контуре отопления металлические трубы на пластиковые, нарушив тем самым основную СУП.

Как видите, этих двух причин вполне достаточно для возникновения потенциальной угрозы жизни.

Основные элементы дополнительной системы:

• Коробка уравнивания потенциалов (КУП), снабженная специальной клеммной колодкой (ШДУП) для дополнительного подключения элементов с токопроводящими свойствами. Желательно выбрать изделие известных брендов, например, DKC, Hegel или отечественные модели КУП2604, КУП2603, КУП1101 и т.д. Размер коробки подбирается в зависимости от количества подключаемых элементов. В большинстве случаев будет достаточно типовых 100х100х50 мм, например, как КУП в исполнении для открытой установки, продемонстрированная на рисунке 4.

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.

Рис 4. Внешний вид коробки для уравнивания потенциалов

• Провода, используемые ДСУП. Их количество должно соответствовать числу подключаемых элементов. За основу берется медный провод, у которого сечение в пределах 2,5-6 мм. Сразу заметим, что алюминиевые жилы не подходят для этой задачи, поскольку образующаяся на нем оксидная пленка может нарушить контакт, сведя на нет функциональное назначение системы.

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:

• 1 и 2 – трубы подачи холодной и горячей воды.
• 3 – труба канализационной системы.
• 4 – корпус ванны (если она металлическая, как вы понимаете, акриловую ванну заземлять не имеет смысла).
• 5 – радиатор отопления (если таковой имеется в ванной комнате).
• 6 – экран системы «теплый пол».
• 7 – дверной короб (если он из металла).
• 8 – вентиляционная решетка (при условии, что в системе вентиляции используются металлические трубы).

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.