Коробка уравнивания потенциалов, управление и заземление тока

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.

Мы постоянно сталкиваемся в своем доме, в офисе и производственных помещениях с электроприборами, которые представляют собой проводники электрического тока. Это могут быть батареи центрального отопления, газовые плиты, ванны, трубы и т.п. Такие проводники имеет электрический потенциал различной величины с довольно высоким значением.

О разности потенциалов

Если величина потенциалов у токопроводящих предметов в помещении различается, то между ними возникает напряжение (разность потенциалов), что представляет большую опасность поражения током для человека. Особенно важно это учитывать при подключении приборов в помещениях с повышенной влажностью (санитарных комнатах, душевых).

Разность электрических потенциалов у бытовых приборов и труб в квартире может появиться в результате:

  • утечки тока из-за повреждения изоляции проводов;
  • неправильного подключения электрооборудования;
  • неисправных электроприборов;
  • проявления статического электричества;
  • возникновения блуждающих токов системы заземления.

Чтобы не допустить ситуации возникновения разности потенциалов в помещении, осуществляется система уравнивания потенциалов (СУП) – параллельное соединение всех металлоконструкций, находящихся в доме. Основой СУП является объединение токопроводящих объектов в единый контур.

В здании предусматривается установка одновременно основного контура заземления и дополнительных систем уравнивания потенциалов в соответствии с требованиями современных правил и норм строительства. Основная система включает в себя металлические конструкции строения: арматуру, короба вентиляции, трубы, детали и элементы лифтов и молниезащиты.

Инженерные коммуникации имеют довольно значительную протяженность, что увеличивает сопротивление проводников. В этом случае электрический потенциал металлических труб на последних этажах высотного здания намного больше, чем у трубопровода на первых этажах.

Кроме того, в последнее время металлические трубы начинают заменять на пластиковые. Таким образом батареи и полотенцесушители, которые сделаны из металла, лишаются защиты, так как пластик не является проводником и не имеет связи с заземляющей шиной. Поэтому для решения подобных проблем и устанавливается дополнительная система уравнивания потенциалов (ДСУП).

Коробки уравнивания потенциалов

Коробка уравнивания потенциалов (КУП) – это один из элементов системы защиты людей от опасности поражения электричеством. Устройство применяется при организации ДСУП в помещении (офисе, квартире, доме и т.д.).

Существуют различные виды КУП в зависимости от конструкции здания:

  • в полые стены;
  • в сплошные стены;
  • открытой установки.

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.

В обычных домах и квартирах, офисах и промышленных помещениях, полным-полно различных металлических предметов и конструкций, одновременно прикоснувшись к которым человек может испытать воздействие разных потенциалов. Чтобы предотвратить столь неприятную ситуацию потенциалы необходимо уравнять с помощью специальной коробки.

Конечно, чаще всего в квартирах уже предусмотрены такие варианты защиты от поражения электрическим током, но не во всех случаях они работают, особенно если дело касается старых многоквартирных домов. Именно поэтому нужно более подробно изучить функциональные особенности коробки управления потенциалами (КУП), какой она бывает и как провести монтаж своими руками.

Основное предназначение КУП

Все дело в том, что абсолютно все металлические предметы являются хорошими проводниками тока, а это известно всем нам ещё с уроков физики. В квартирах и домах такие объекты представлены в виде труб горячего и холодного водоснабжения, водостока, сушки для полотенец, корпусов электроприборов и даже вентиляционного короба. В любом случае металлические трубы и другие коммуникации всегда связаны между собой.

Если возникает разность электрических потенциалов между двумя разными объектами, то одновременное их касание может быть крайне опасным для человека. Связано это с тем, что тело выступает своего рода перемычкой между двумя коммуникациями.

Наиболее распространённым случаем считается, когда разные потенциалы возникли на канализационной и водопроводной трубе. Стоит заметить, что если утечка тока возникла на трубах водоснабжения, тогда вероятность удара током во время купания будет крайне высока. Основная причина — одновременное касание крана и сила воды. Своевременно установив контур уравнивания потенциалов, вы обезопасите себя и своих близких от поражения током.

Разновидности систем

На сегодняшний день специалисты разработали основную систему уравнивания потенциалов (ОСУП) и дополнительную (ДСУП). Что касается первой системы, она считается главной и универсальной, так как представлена в виде контура, состоящего из таких элементов:

  • ГЗШ (главная заземляющая шина), которая всегда находится на входе в здание.
  • Заземлитель.
  • Вентиляционные короба.
  • Металлическая арматура.
  • Отдельные элементы защиты здания от молний.
  • Металлические водопроводные трубы (горячая и холодная вода).

Ещё в недавнем времени все эти элементы были соединены в единую систему, благодаря чему об опасности возникновения разных потенциалов можно было не беспокоиться. Но на сегодняшний день ситуация кардинально изменилась. Связано это с тем, что всё больше потребителей решают сменить металлические трубы отопления на полипропиленовые модели. В результате этого пластик разрывает всю эту цепочку, и разность потенциалов теперь может возникнуть между разными объектами (к примеру: между водопроводом и сушилкой для полотенец).

Используя ОСУП, не стоит забывать о ещё одной проблеме, которая возникает в многоэтажных домах с большой протяжностью коммуникаций. Все дело в том, что потенциал трубы на первом и десятом этаже существенно отличается, а это очень опасно для жизни человека. Именно поэтому специалисты всегда создают вместе с главной СУП ещё и дополнительную систему, индивидуально для каждой квартиры.

Шина выравнивания потенциалов устанавливается в ванной комнате и объединяет следующие элементы:

  • Сушилку для полотенец.
  • Корпус ванны или душевой кабины.
  • Газовые и водопроводные трубы.
  • Канализацию.
  • В некоторых случаях даже вентиляцию.

Каждый отдельный элемент всей системы подключается с помощью одножильного медного провода, второй конец которого обязательно вводится в КУП1101 (коробку уравнивания потенциалов).

Помимо этого, стоит заметить, что существует определённый перечень требований, которые всегда предъявляются дополнительной системе уравнивания потенциалов:

  1. Строго запрещено подключать элементы ДСУП с помощью шлейфа.
  2. ДСУП обязательно должна быть неразрывной начиная от клеммной коробки и заканчивая квартирным щитком. Запрещено включение в цепь любой коммутационной аппаратуры.
  3. Правилами ПУЭ строго запрещено создавать дополнительную систему, если в квартире не предусмотрен заземляющий контур (заземление должно осуществляться только по системе TN — C).

Ограничения монтажа КУП

Лучше всего если установка КУП была произведена ещё на этапе строительства здания. Но, несмотря на это существуют определённые ограничения на использование этой системы в уже построенных домах, в которых заземление с объединённым PEN выполнено обычным проводником по специальной методике TN — C. В таких домах специалисты не рекомендуют проводить установку.

Если же мастер пренебрёг основными правилами, то при внезапном обрыве нулевого провода существует большая вероятность поражения электрическим током жителей других квартир, где ещё не установлена ДСУП. Разрешить эту проблему можно только благодаря заземлению TN — C — S. Для этого специалист на главной шине разъединяет проводник PEN на PE и N провода, подключает заземлённый контур к основной шине медным проводником.

Новые правила и нормы строительства призваны контролировать соблюдение правильной установки универсальной КУП. Такая система тщательно проверяется специалистами, перед тем как дом будет сдан в эксплуатацию. Гарантируемая электрическая безопасность достигается благодаря качественному соединению всех металлических частей, которые в дальнейшем будут доступны обычному человеку.

Основная система обязательно дополняется местными системами управления, особенно это касается тех участков, где отмечается повышенный риск поражения электрическим током. Всегда важно помнить о том, что осуществляя монтаж СУП нужно обеспечить надёжную связь между всеми элементами системы, которые подключены по радиальной схеме. При этом сечение проводов, должно быть, не менее установленного нормами значения.

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.

Монтаж КУП с пластиковыми батареями

В процессе установки пластиковых труб и многофункционального оборудования КУП, к ним обязательно добавляют металлические краны и смесители. Сегодня все чаще можно встретить металлопластиковые трубы с диэлектрическими вставками, которые подключаются к главному контуру. Система, в свою очередь, создаёт равномерный потенциал для всех металлических приборов в здании. Если по какой-то причине возникло напряжение на любом из объектов, оно просто перейдёт через заземляющий проводник к общему контуру. Монтаж распределительной коробки требует соблюдения следующих правил:

  • Обеспечение беспрепятственного доступа к коробке.
  • Устанавливать КУП нужно в месте прохода стояков.
  • Монтаж различных систем, таких как санузел, должен быть проведён в обязательном порядке.
  • Для слаженной работы системы нужно подключить все открытые элементы электроприборов, а также сторонние части и защитные проводники.

Как и в предыдущем варианте, систему уравнивания желательно устанавливать в процессе строительства дома. Если в старых домах она отсутствует, тогда специалисты поэтапно устанавливают все необходимое оборудование. Всегда важно помнить, что перед тем как приступить к монтажу КУП, нужно тщательно изучить систему заземления здания. Ведь нередки те случаи, когда установка такого оборудования просто запрещена. К примеру, если в подъезде заземление было установлено без специального проводника, тогда установка СУП просто невозможна.

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.

В завершение можно подвести итог, что у всех проводников есть определённый электрический потенциал разной величины с высоким значением. Если в одном помещении величина потенциала у приборов разная, то между ними возникает своеобразное напряжение (разность потенциалов), а это, в свою очередь, угрожает жизни каждого человека.

Дабы избежать непредсказуемых последствий важно, чтобы в каждом доме и квартире была установлена коробка уравнивания потенциалов. Если у вас мало опыта работы с электричеством, тогда лучше не рисковать, а обратиться за помощью к профессионалам. Ведь только мастер может качественно замерить сопротивление заземлений и наличие соответствующих цепей между всеми элементами.