Назначение и устройство коробки уравнивания потенциалов

Монтаж выравнивающей коробки

Перед тем как устанавливать коробку для выравнивания потенциалов, требуется составить схему подключения. Она позволяет не допустить грубых ошибок в процессе монтажа и определить наиболее подходящее месторасположения. Устройство должно быть расположено таким образом, чтобы к нему имелся лёгкий доступ.

Установку следует начинать с прокладывания заземляющего проводника от основной шины до уравнивающей коробки. Затем необходимо закрепить коробку. На этапе строительства здания её легко расположить в полой или сплошной стене, если же монтаж осуществляется уже в готовом помещении, то корпус КУП придётся монтировать открытым способом. После закрепления коробки можно переходить к подключению следующих деталей:

1. Труб горячей и холодной воды.
2. Канализационной трубы.
3. Корпуса ванны (если она металлическая, а не акриловая).
4. Отопительного радиатора в ванной комнате.
5. Короба металлической двери.
6. Экрана тёплого пола.
7. Решётки вентиляции.

Перед соединением металлических деталей их поверхность следует тщательно зачистить. Это необходимо сделать для обеспечения максимально надёжного контакта и более эффективной работы всей системы. Если вместо металлических трубопроводов в доме используются пластиковые трубы, то для их соединения применяются специальные диэлектрические вставки, равномерно установленные по всему контуру системы выравнивания потенциалов.

Провода, которыми будут соединяться составляющие системы выравнивания, должны проходить по заранее продуманным трассам. От каждого проводника по радиальной траектории к коробке должен быть проложен отдельный кабель. Коробку также нужно соединить с розетками и кабелями с помощью заземляющих кабелей.

Несмотря на то что коробка ШДУП выполняет важную защитную функцию, она не может быть установлена повсеместно. Исключения составляют дома старого фонда, в которых заземление реализовано по схеме TN-C, когда используется объединённый PEN-проводник. Если в таком случае произойдёт обрыв нулевого провода, то выравненные потенциалы создадут опасность электротравм в домах, где КУП отсутствует.

Исправить ситуацию поможет переход на заземляющую схему TN-C-S. Она реализуется путём раздвоения PEN-проводника, находящегося в распределительном щитке, на отдельные PE и N кабели. Их присоединяют к заземлительному контуру и подключают с помощью медного проводника к основной шине, отвечающей за заземление.

Основная система уравнивания потенциалов (ОСУП)

Обустраивается при возведении дома с «нуля» либо в ходе его капитального ремонта, реконструкции. Система подразумевает наличие главной заземляющей шины, к которой подсоединяются:

• защитный провод «ноль», подающий питание в здание;
• провод, подключаемый к конструкции заземлителя, при его наличии;
• металлический трубопровод водоснабжения (ГВС, ХВС), канализации, газовое оборудование;
• металлические элементы каркаса строения (арматура, закладные и т. п.);
• части воздуховодов, конструкций систем кондиционирования и вентиляции;
• заземлители молниезащиты 2-й и 3-й категории;
• металлическая оболочка (в ряде случаев называемая «броней») кабелей телекоммуникации.

Подсоединение осуществляется радиальным способом: к одной токопроводящей части идет один проводник от ГЗШ. Площадь сечения проводников ОСУП не допускается меньше ½ такого же параметра самого большого кабеля электрооборудования. Обычно использование проводников с площадью сечения свыше 25 кв. мм (по меди или аналогичных по сопротивляемости току материалов) не требуется. Но в любом случае минимальное значение площади проводов в ОСУП (об этом гласит п. 1.7.137 ПУЭ):

• стальных: 50 кв. мм;
• алюминиевых: 16 кв. мм;
• медных: 6 кв. мм.

После того, как все металлические части подключены к ГЗШ, для чего используются хомуты различных диаметров, сама шина подсоединяется к контуру заземления. При обустройстве ОСУП не допускается:

• соединять проводник, идущие к заземлению с «нулевыми», начиная от ГЗШ;
• использовать последовательное соединение проводников, когда один идет за другим: приемлем только параллельный способ;
• интегрировать в цепи заземляющих (РЕ) проводников коммутационные изделия, прерывающие сплошную заземляющую линию.

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

Конструкция шины

Для защиты от воздействия потенциалов, правилами ПУЭ предусмотрены стандарты монтажа 2-х систем — общедомовой и местной. Первая содержит связанные между собою контуры заземление, основная защитная шина, стальные сооружения квартиры и молниезащитные сооружения. При безошибочном проведении обвязки компонентов, угроза от разности потенциалов не наступит.

Шина выравнивания

Однако в сегодня многие собственники квартир, оборудуют собственные жилища пластмассовыми трубопроводами, которые сейчас пришли на смену стальным. В приведенном варианте, основной заземляющий контур нарушается. По этой причине, из-за абсолютной токовой непроходимости тока пластмассой, сможет проявиться разница потенциалов между разными контурами.

Вам это будет интересно Особенности люменов и люксов

К небезопасным режимам при происхождении разницы потенциалов, можно отнести то, что эта разница значительно растет пропорционально длине участка.

Для корректировки проблемы выполняют установку вспомогательного парка оснащения защиты от потенциалов. В представленную систему включаются коробка уравнивания (КУП), в ней размещена шина (ШДУП).

Обратите внимание! Тип комплекса уравнивания выбирают, отталкиваясь от определенного вида строения. К вышеуказанной коробке присоединяются разные стальные компоненты конструкций, к которым причисляют все внутридомовые инженерные сети

Основное различие дополнительной системы в том, что она обеспечивает защиту в отдельно взятом помещении.

Молниезащитная система для уравнивания потенциалов

В момент удара молнии образуется большая сила тока, из-за чего возникает разница потенциалов. Чтобы избежать неконтролируемого замыкания необходимо соединить электрические устройства, заземление, все металлические элементы и защитную систему от молний с устройствами защиты. Проводники всей системы соединяются шиной дополнительного уравнивания потенциалов, которая всегда должна быть доступна для испытаний. Большие здания могут иметь сразу несколько таких шин, которые к тому же соединены в единую цепь.

Система уравнения потенциалов молниезащиты осуществляется непосредственно на входе в здание, а также в тех местах, где нет возможности соблюдать безопасное расстояние (к примеру: в подвале). Если здание было построено на основе бетона либо имеет металлический корпус, уравнивание молниезащиты может проводиться только на уровне грунта. В многоэтажных домах, высота которых превышает 30 метров, на каждые 20 метров обязательно делают уравнение потенциалов защиты от молний.

Отдельно стоит заметить что все молниепроводящие детали должны быть расположены на безопасном от КУП расстоянии, дабы избежать импульсных перекрытий. Если такие условия являются невыполнимыми, тогда необходимо создать вспомогательные связи

Но при этом важно учитывать, что они дают возможность захода высокого потенциала в само здание

Что такое коробка уравнивания потенциалов

Любое здание с металлическими конструкциями, инженерными и коммуникационными сетями включает в себя проводники электричества. Разность потенциалов возникает, если они не подсоединены к единому источнику. Считается, что разладка силового кабеля и изоляционного провода, перепад напряжения могут стать этому причиной. К примеру, если произойдет прикосновение человека к корпусу бытовой техники, электрической печки или другого электроприбора, есть вероятность удара током, который приведет к летальному исходу.

Пример СУП в помещениях

К сведению! По правилам все устройства, структуры, проводящие ток в строении, и инженерные электропроводящие сети объединены в один контур и соединены клеммной колодкой РЕ. Прокладку заземления делают отдельно. В некоторых строениях ее проводят вместе с главным проводом.

Как выглядит КУП

В случае правильной организации СУП во время пробоев токопроводящих элементов, возникновении короткого замыкания или утечки тока произойдет дезактивация всего узла. Токопроводящий участок будет не активен и безопасен для человеческой жизни.

Монтаж КУП с металлическими трубами

Установить коробку уравнивания потенциалами достаточно просто. Чтобы избежать лишних хлопот все эти работы лучше проводить на этапе возведения дома, так как провод от коробки КУП до щитка необходимо вложить в стяжку пола. В зависимости от ситуации скрытый от посторонних глаз провод можно поместить в специальный короб. Но прежде чем приступать к монтажу необходимо подготовить следующие инструменты:

• Одножильный провод из меди, сечением 6, 4 и 2,5 мм². Специалисты рекомендуют использовать надёжные провода ПВ-3 и ПВ-1.
• Клеммная коробка ШДУП со специальной медной шиной.
• Крепёжные элементы: хомуты, контактные лепестки, болты. Они понадобятся на этапе подключения проводников СУП к металлическим корпусам и трубам.

Подготовив такой небольшой набор можно смело переходить к монтажным работам. Чтобы не запутаться и не допустить ошибок, лучше всего разработать подробную схему уравнения потенциалов, по которой можно будет в дальнейшем подключить все элементы системы. Вдобавок на схеме можно зарисовать приблизительные места прохождения провода от клеммной коробки до заземляющей шины в щётке. После этого можно подготовить все коммуникации к подключению — зачистить на трубах небольшой фрагмент для хомутов. Такие манипуляции позволят получить хороший контакт, что будет гарантировать стабильную работу всей системы.

Теперь пришло время подключать каждый элемент отдельным проводом. Если на участке отсутствует вероятность механического повреждения провода тогда для уравнивания можно использовать кабель сечением 2,5 мм². Если же вероятность повредить проводку все же существует, тогда лучше всего использовать кабель сечением 4 мм². Все провода обязательно заводятся в КУП и надёжно фиксируются на шине.

Здесь также важно учесть, что клеммную коробку для установки в ванной комнате лучше всего покупать со степенью защиты IP 54 или выше. От шины должен выходить провод сечением 6 мм², который обязательно нужно проложить к квартирному щитку

Но здесь также существует определённое правило — проводник, ни в коем случае не должен пересекать другие кабельные линии, особенно если вы прокладываете электропроводку в полу.

Как сделать систему уравнивания потенциалов

Заземление в ванной комнате регламентируется правилами эксплуатации электроустановок (ПУЭ), которые различают три варианта установки ванн, смесителей и другой сантехнической арматуры.

1. Водопроводные трубы во всем доме выполнены из металла.
2. Локальные ответвления систем водоснабжения выполнены из металлопластиковых труб.
3. Внутренние водопроводные сети проложены поливинилхлоридными или полипропиленовыми трубами без внешнего или внутреннего металлического армирования.

Выравнивание потенциалов должно проводиться в отношении всех металлических частей, которые доступны для прикосновения – корпусов стиральных машин и душевых кабин, вентилей кранов и смесителей. В том числе для металлической арматуры в бетонной стяжке пола, а также металлической оплетки греющих кабелей.

Если все трубы металлические, подключение к СУП производится в одной точке – перед основными запорными вентилями, что исключает нарушение соединения при проведении сантехнических работ. То же самое касается систем водопровода из металлопластиковых труб, если по технологии соединения их внутренняя металлическая оболочка образует непрерывный контур.

Если все трубы пластиковые, то заземление сантехнической арматуры является рекомендуемым действием. Заземление ванны из чугуна или листового металла не требуется, если слив выполнен из сантехнических полипропиленовых труб, а смесители устанавливаются отдельно от них. Акриловые же емкости или ванны, имеющие такое покрытие, заземляются в обязательном порядке, поскольку этот материал склонен к накоплению статического электричества.

Локальная земля

Выравнивание потенциалов возможно только в том случае, если имеется так называемая локальная земля. В документах, которые регламентируют нормы электробезопасности, это понятие определяется как часть физической земли, которая находится под воздействием тока, стекающего по заземлителю, а потому имеющей потенциал, отличный от нуля.

Основной проблемой при создании СУП является именно организация локальной земли. В большинстве сегодняшних новостроек из стяжки пола ванной комнаты выведена металлическая деталь, которую ошибочно принимают за место подключения к локальной земле. Ошибочно по двум причинам: во-первых, арматура перекрытия может находиться под действием наведенного тока; во-вторых, при стекании тока на нее она сама становится его источником.

Локальной землей для СУП в частных домах может стать отдельный заземляющий контур, к которому защитным проводником РЕ (оболочка желто-зеленого цвета) подключаются все дополнительные контакты розеток. А вот в многоквартирных домах этого лучше не делать, поскольку проводник PE имеет высокое электрическое сопротивление из-за большой протяженности.

Если же вы живете в доме со старой проводкой из двух линий, то решение вопроса о том, как заземлить ванную в квартире, где нет заземления, кажется наиболее сложным. Подключать СУП к технологической нейтрали категорически запрещено, поскольку при работе электроустановок в ней течет ток. Кроме того, при технологическом переключении электролиний возможна смена фазировки.

Для размещения системы уравнивания потенциалов в ванной комнате устанавливается клеммная коробка с металлической шиной, к которой подключаются все проводники-заземлители от труб, корпусов стационарных электроприборов и арматуры в стяжке пола. Их общая масса и объем уже достаточны для эффективного рассеивания электрического заряда и могут считаться локальной землей.

Однако лучший результат дает использование батареи последовательно включенных бумажных конденсаторов 220/400 вольт. Провод от общей заземляющей клеммы подключается к отрицательному контакту первого в цепи, а последний положительный остается свободным. Через него происходит рассеивание накопленного заряда.

Размеры заземлителя

От размеров проводников, использующихся в качестве заземлителя, во многом зависит эффективность СУП. Правила эксплуатации электроустановок требуют, чтобы их длина была как можно короче. В качестве материала используются медные многожильные провода. Если он в диэлектрической оболочке, то их сечение не менее 2,5 мм 2 , а при использовании так называемого гибкого металлорукава – 4,0 мм 2 . Можно применять и стальную полосу, но ее сечение не должно быть менее 16,00 мм 2 .

Вероятность наступления события, когда на водопроводных трубах и сантехнической арматуре появляется электрический потенциал, достаточно низка. Поэтому многие годами пользуются ванной комнатой, вообще не задумываясь о СУП. Однако его последствия могут быть слишком печальными. Поэтому лучше заземлите всю сантехнику.

Подбор сечения ГЗШ

Опять обратимся к документам. ПУЭ говорит, что шина установленная в щитовой, то есть там, где есть доступ только для специально обученного персонала может быть:

открытой – без каких-либо шкафов

должна предусматривать возможность индивидуального присоединения всех проводников

То есть, под один болт разрешается сажать не более одного проводника или наконечника.

Касательно размеров в ПУЭ сказано – сечение ГЗШ должно быть не менее сечения PEN проводника питающей линии.

В то же самое время циркуляр говорит немного иначе. Согласно ему, сечение ГЗШ выбирается по следующей таблице:

Как видите, здесь выбор делается не исходя из сечения PEN питающего кабеля, а в расчете на фазную жилу!

Все мы знаем, что Pen проводник может быть как равен фазному, так и иметь меньший размер. Например, если у вас кабель от 35мм2 и более, то вы имеете полное право для PEN взять сечение в половину меньше фазного.

Хотя чаще всего питающий кабель от подстанции приходит с одинаковыми жилами (4*120мм2, 4*150мм2).

Получается, что если у вас кабель слишком толстый, то по вышеприведенной таблице вовсе не обязательно подбирать такую же большую медную шину ГЗШ. Главное, чтобы она была сечением в половину от фазной жилы.

Чему же верить и как собирать щитовую РЩ-0,4кв? Поскольку циркуляр является своеобразной выжимкой правил и уточнений ПУЭ, то конечно, можно отталкиваться и от него.

Но на практике следует учитывать обе ситуации. То есть, делайте так, чтобы ваша ГЗШ отвечала обоим условиям:

не менее сечения фазного проводника

и одновременно соответствовала PEN

В этом случае к вам никаких претензий относительно системы заземления и уравнивания потенциалов не будет.

Не всегда ясно, кто будет принимать готовый объект. Насколько он окажется компетентен в своей сфере. Если же делаете, что называется для себя, то выбирайте наиболее оптимальный и экономный вариант, не оглядываясь на возможных инспекторов.

При расчете сечения не забывайте про разницу материалов и марку кабеля.

Питающие вводные кабеля, как правило, выполнены из алюминия. А шину мы решили делать из меди!

Соответственно полезную площадь сечения алюминия, вам придется пересчитать на медь. Помогут в этом деле таблицы ПУЭ для допустимых длительных токов медных и алюминиевых проводов.

Смотрите пропускную способность алюминиевого кабеля и уже по этому току в аналогичной таблице подбираете сечение медной шины.

К примеру, если у вас вводной кабель АВБбШв 4*120мм2, то его PEN проводник имеет сечение 120мм2 и ток I=295А.

По меди это соответствует сечению жилы чуть более 70мм2.

Сообразно этому вам и следует подбирать медную шину ГЗШ. Стандартного размера 4*30мм будет более чем достаточно.

При этом конечно нужно учитывать толщину крепежного болта. Иначе высверлив под него отверстие, у вас может не остаться полезной площади для плотного прилегания наконечника.

В этом случае выбирайте шинку потоньше, но несколько большую по ширине.

Дополнительные размеры медных шин:

При желании сэкономить и выборе в качестве материала ГЗШ не меди, а стали, берите данные по токам из другой таблицы, относящейся к стальной полосе.

Здесь как понимаете, размеры уже будут существенно отличаться.

А вот уже готовая таблица для выбора сечения главной заземляющей шины для тех, кто не хочет ничего считать и желает сразу получить готовый результат.

Виды монтажа

Монтаж КУП для металлических труб

КУП представляет собой пластиковый корпус, где помещается внутренняя шина – важнейшая часть заземляющего устройства. Она соединяет проводники с металлическими трубами горячего и холодного водоснабжения, газоснабжения, канализации, отопления, а также электроприборами, находящихся в помещении. К коробке подключают заземляющие провода от розеток и включателей. От внутренней шины отводят проводник до квартирного щитка, через который происходит подключение к главной заземляющей шине, находящейся на вводе здания.

Монтаж КУП для пластиковых труб

При установке пластиковых труб в СУП подсоединяются металлические краны и смесители. Также металлопластиковые трубы могут иметь диэлектрические вставки, которые подключают к основному контору.

Система обеспечивает одинаковый потенциал всех металлических элементов в здании. В случае возникновения напряжения на каком-либо объекте, оно переместится через заземляющий проводник к общему контуру.

Распределительную коробку устанавливают таким образом, чтобы она не нарушала интерьер помещения. При установке систем необходимо придерживаться определенных правил:

• установка КУП производится в месте прохода стояков;
• обеспечивается свободный доступ к КУП;
• обязательное подключение всех доступных открытых элементов электрооборудования, а также защитных проводников и сторонних проводящих частей;
• монтаж системы в санузлах, ванных комнатах выполняется в обязательном порядке.

СУП создают в процессе строительства дома. Если в старых постройках она отсутствует, то в целях электробезопасности проводится монтаж такого оборудования. Для того чтобы эффективно и безопасно провести монтаж КУП предварительно изучается система заземления здания.

В некоторых случаях проводить установку КУП запрещается. Так, если в подъезде схему заземления установили без заземляющего проводника, то уравнивание потенциалов делать нельзя. Поэтому подобную работу необходимо поручать только специалистам.