Зрівнювання потенціалу. Система зрівнювання потенціалів: види, призначення, монтаж

Наше життя неможливе без електрики. І зараз навіть складно уявити, як наші далекі предки обходилися без цієї потрібної і в той же час небезпечної енергії. Електричні дроти тягнуться до кожного будинку, забезпечуючи роботу різних побутових приладів. Проте разом з ними прокладаються і різні не менш потрібні комунікації з металу: труби, металорукава, короби вентиляції тощо. У квартирах теж є чимало металевих виробів. Таким чином, існує ймовірність ураження струмом. А щоб цього не сталося, використовується така система як зрівнювання потенціалу.

Що це таке, чи так вже вона необхідна чи можна обійтися без неї ми дізнаємося з цієї статті. Адже не кожен знайомий з таким поняттям, а між тим, це важливий момент, від якого залежить життя і безпека кожного з нас.

Трохи уроків фізики

Як ми пам’ятаємо ще зі шкільної лави, а зокрема з уроків фізики, будь-який провідник має електричний потенціал, який сам по собі не представляє небезпеки. Загроза полягає саме в різниці потенціалів між різними виробами, як правило, з металу. З підвищенням цієї різниці збільшується і ризик ураження електрикою.

Для розуміння того, що саме являє собою зрівнювання потенціалу, можна навести такий приклад. Металева поверхня холодильника має свій потенціал, він безпечний. У водопровідної труби, яка може знаходитися поблизу, теж є своє потенційне значення. І тут головне – наскільки потенціал холодильника перевищує потенціал труби. А як ще ми пам’ятаємо, різниця потенціалів – це і є напруга. І випадкове торкання цих об’єктів може представляти серйозну небезпеку. Людське тіло в цьому випадку виступає в ролі перемички на шляху прямування від більшого потенціалу до меншого. Варто зауважити, що всі труби і загальнобудинкові системи комунікації мають між собою тісний зв’язок.

Хтось може заперечити, сказавши, що величина цієї напруги не небезпечна для людини, так як до досліджуваних об’єктів не подається фаза. Насправді трапляються випадки, коли навіть звичайний вентиляційний короб може обзавестися небезпечним електричним потенціалом. І тут ми плавно переходимо до терміну зрівнювання потенціалу, про що йдеться далі.

Що означає термін СУП?

Під цим визначенням розуміється спеціальне з’єднання металевих конструкцій, що проводять струм таким чином, що між ними не створюється різниці потенціалів. І, як наслідок, ризик ураження струмом також відсутня. Різниця потенціалів виникає на тлі різних явищ:

• атмосферні перенапруження;
• блукаючий струм;
• статичне напруження;
• циркулюючий струм заземлення.

Проте витік струму з електропроводки по металевим конструкціям, яких у будинку повно, найбільш небезпечна. Через корпусу побутових приладів теж може проскочити потенціал.

Іншими словами, якщо між усіма виробами, поверхнями або конструкціями є з’єднання, то у них у всіх однаковий електричний потенціал. А раз відсутня різниця потенціалів, то і напруги не виникне.

Необхідний захід

Система зрівнювання потенціалів створена не з примхи, а є необхідним заходом, оскільки мова йде про життя і безпеки людей. Особливо, коли мова заходить про забезпечення захисту від ураження струмом у житлових будинках. Підвищена увага в ході електромонтажних робіт приділяється всім наявним металевих з’єднанням. Великий ризик несе ванна і трубопроводи.

Іноді на каналізаційних і водопровідних трубах з’являються різні потенціали. У цьому випадку будь-хто може отримати розряд струму, просто доторкнувшись до крану. Однак це можливо лише тоді, коли ці труби виступають в якості заземлювача або нульового провідника.

Необхідність такої захисної заходи викликана і тим фактом, що більшість житлових будинків містить чималу кількість потенційних провідників. Це арматура, вмурований у стіни для жорсткості. Крім системи водопостачання та опалення, як правило, з металевими трубами, існують ще й системи кондиціонування, вентиляції, блискавкозахисту. Тобто зрівнювання потенціалу – це скоріше необхідна міра.

Шина заземлення

Однієї тільки системою СУП не обійтися, так як можуть виникнути різні непередбачені обставини. А між тим, електроенергію потрібно безпечно відводити в будь-який момент часу. А для цього всі струмопровідні об’єкти та елементи об’єднує шина заземлення, яка зазвичай встановлюється на підході до будівлі. І в якості додаткової міри до шині підводиться провідник, що йде від PE електрощита.

Що це дає і що буде, якщо цим нехтувати? Приміром, в електропроводці стався пробій ізоляції, також не виключена поява фази на корпус пральної машини. Тоді, стоячи на землі, можна отримати удар струмом, причому не тільки при зіткненні з металевими предметами, але і з тими, які не проводять електрику.

Виходить, що створюється ціла електрична ланцюг, по якій струм тече в землю, але перед цим проходить через тіло людини. Завдяки системі зрівнювання потенціалів всі прилади і предмети з’єднані з заземлюючою шиною PE електрощита, енергія струму спрямовується по провіднику з найменшим опором. А по тілу людини ж пройде безпечний струм.

Ванна – приміщення підвищеного ризику

Ванна кімната, в силу практично постійного підвищеного рівня вологості, відноситься до небезпечного типу приміщень з точки зору електробезпеки. До того ж саме тут проходить більша частина металевих труб. Як раз в цьому приміщенні або в безпосередній близькості до нього ставиться коробка, а в ній заземляюча шина. За допомогою болтів до неї кріпляться провідники, які з’єднують всі струмопровідні об’єкти приміщення.

При цьому слід мати на увазі, що від кожного металевого предмета або струмопровідної поверхні повинен йти тільки один провідник. Поєднувати всі предмети потрібно загальним проводом в цілях економії. Як виняток можна зробити контур заземлення в приватному будинку, в якому одне послідовне з’єднання, але без розриву провідника.

Також за допомогою окремих проводів потрібно з’єднувати всі наявні розетки в приміщенні. Якщо двері у ванній металева, що покращує дизайн, необхідно заземлити окремим провідником дверну коробку.

У більшості випадків коробка з шиною встановлюється в місці санвузли, де скупчення труб. Зазвичай багатьма мешканцями ця область зашивається, щоб приховати непривабливий вигляд від очей. А для доступу передбачена дверцята.

Старе – не завжди безпечне

У старі часи, коли ще існував СРСР, велике поширення отримала система заземлення виду TN-C. Сталінки, брєжнівки, хрущовки – всі ці будинки обладналися саме цією системою, яка захищала мешканців від випадкового удару струмом. В ній захисний і робочий проводи об’єднані в єдиний провідник, що носить назву PEN. Він, у свою чергу, з’єднувався з розподільним пристроєм будівлі. Монтаж системи проводився у відповідності з правилами пристрою електроустановок зрівнювання потенціалів (ПУЕ) того часу.

Що в ній було хорошого? Насамперед – простота робіт та дешевизна. Система забезпечує надійний захист від надструмів. При необхідності використовуються автоматичні вимикачі. Однак є істотний недолік – це відсутність окремого заземлюючого провідника. Цей факт ставить під сумнів її використання в багатоквартирних житлових будинках.

Такий тип заземлення може бути небезпечний у разі однофазного електропроводки, так як часто вона займається. Але куди більшу небезпеку таїть у собі обрив PEN проводу або як його ще називають – отгорание нуля. Це означає, що на корпусі електропобутових приладів може з’явитися фаза, що не є добре. Зазвичай це трапляється коли споживання струму значно перевищує норми.

В даний час такий контур заземлення в приватних будинках вже не використовується. Те ж саме можна сказати про будівництво нових будівель – система TN-C вже втратила свою актуальність. Пояснюється це тим, що сучасні побутові прилади істотно додали в потужності. Крім того, при наявності даного типу заземлення забороняється проводити монтаж СУП.

Різновиди

Існує всього два різновиди СУП:

1. ОСУП;
2. ДСУП.

При цьому перша вважається головною, а друга є додатковим заходом. Також вони мають відмінності, але в якості ідеального варіанту краще використовувати їх обидві. Розберемо чому.

Система ОСУП

У сучасному будівництві система ОСУП передбачена ще на стадії проектування будівель, а її монтаж проводиться до того, як оселяться мешканці. Частиною системи є:

• заземлюючий контур;
• провідники ОСУП;
• захисні РЕ провідники;
• головна заземляюча шина.

Головне завдання цієї системи полягає в забезпеченні захисту будівлі від проникнення електрики з будь-яких струмопровідних шляхів. Це можуть бути трубопроводи інженерних комунікацій, металева пожежна драбина та інші об’єкти. При попаданні на них високого потенціалу від зовнішнього джерела, завдяки ОСУП він буде тут же передається в землю.

Система успішно працює з декількома типами заземлення:

• TN-C-S;
• TN-S;
• TT.

Виробляючи монтаж, слід пам’ятати, що з’єднання провідників типу PE (захисний) і N (робочий нуль) категорично неприпустимо. Також категорично забороняється з’єднання при використанні шлейфів. Крім того, не можна включати в ланцюг комутаційні апарати.

Система ДСУП

Якщо у системи ОСУП завдання полягає в забезпеченні електричної безпеки всього будинку, то монтаж системи зрівнювання потенціалів ДСУП звужує сферу дії до якого-небудь конкретного приміщення. Найчастіше це ванна.

Зазвичай в ній немає необхідності, так як ОСУП чудово забезпечує захисні функції. Але як тільки мешканці починають щось переробляти, порушуючи цілісність проекту будинку, то тут просто не обійтися без ДСУП. Багато господарів квартир змінюють металеві трубопроводи на пластикові. Така вимушена міра, з одного боку, обґрунтована, але з іншого – з’являється проблема. Всі електрично зв’язку, які були передбачені будівельниками, розриваються. А це вже підвищує ризик отримати електротравму.

Крім ванної кімнати, кухні теж може бути електрообладнання підвищеної небезпеки. Складається ця система з наступних елементів:

• коробка зрівнювання потенціалів (куп);
• з’єднувальні провідники.

Згідно фізичним законам, електричний потенціал має властивість змінюватися на довгому провіднику. Тобто на початковому ділянці труби він одного значення, а на 9 або навіть 15 поверсі у нього вже інше значення. Причому різниця може бути суттєвою.

Проведення монтажу ДСУП

Перед тим як проводити монтаж СУП, насамперед необхідно з’ясувати, яка система заземлення використовується в будівлі. Якщо TN-C, то проводити роботи ні в якому разі не можна! Такий крок може представляти серйозну загрозу для сусідів, у яких немає СУП.

Перед самими роботами потрібно переконатися в наявності:

• клемної коробки (КДУП або КУП) – для ванної краще із захистом IP54 і більше;
• мідного одножильного дроту перетином не менше 6 мм;
• захисних проводів;
• кріпильних елементів (хомути, болти тощо).

Після бажано скласти схему, на якій вказати з’єднання всіх елементів ланцюга, включаючи шлях провідника від коробки КУП до головної заземлювальної шини електрощита. А щоб додаткова система зрівнювання потенціалів добре працювала, потрібно добре зачистити область контакту під хомути.

Наступним кроком буде встановлення монтажної коробки в зручне місце. Потім послідує з’єднання PE провідника, який зазвичай підводиться до щитка від зовнішнього заземлюючого контуру, з шиною коробки за допомогою заготовленого мідного дроту. Після цього вона з’єднується за допомогою окремих проводів з кожним струмопровідним елементом, згідно зі складеною схемою.

При цьому якщо є ділянки, де провідники основної системи зрівнювання потенціалів не отримають механічного пошкодження, то можна використовувати невелике переріз – 2,5 мм, в інших випадках краще вибирати провід трохи товщі (4 або 6 мм).

Завершальний етап

Після монтажу системи ДСУП потрібно обов’язково провести виміри з метою перевірки її працездатності щоб уникнути нещасних випадків. Для цього потрібно викликати електрика або замовити відповідну послугу у фахівців електротехнічної лабораторії.