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
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:
- образование статического электричества;
- регулярное воздействие на предмет блуждающих токов;
- высокое атмосферное давление (подобные явления часто наблюдаются, когда на улице гроза).
- структурные изменения в металлических конструкциях и деталях.
Особую опасность в себе несет утечка электротоков из жил проводки, замыкание на корпусах бытовой техники и прочих электрических приборов. Чаще всего подобное явление можно встретить в ванной комнате — прикоснувшись к влажному крану или трубе, можно получить удар током. Происходит это чаще всего из-за разрушения изоляционного слоя или нарушения целостности проводов. Эта и подобные ситуации могут привести к негативным последствиям, например:
- Человек стоит на полу и в этот момент касается батареи или трубы, которая, как выясняется позже, находится под напряжением. Каждая поверхность, которой касается человек, имеет разный потенциал, следовательно, ток начинает проходить через его тело. Результат – получение электротравм разной степени тяжести.
- Если поверхность пола была не изолированная, а заземленная, человека тоже неизбежно ударит током.
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:
- Основная – ОСУП.
- Дополнительная – ДСУП.
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:
- коробка заземления;
- система молниезащиты;
- ГЗШ – главная заземляющая шина (монтировать ее требуется на вводе в сооружение);
- водопроводные трубы, изготовленные из металла (холодное и горячее водоснабжение);
- коробка системы вентиляции;
- металлические части арматуры жилого сооружения.
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:
- короб системы вентиляции;
- корпус душевой кабины или ванны;
- канализационная система;
- сушка для полотенца;
- трубы отопления, водоснабжения и газовые.
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:
- Крепежные соединения – фиксирующие лепестки, хомуты, болты. Их эксплуатируют для соединения проводов всего контура.
- Клеммная коробка с шиной, изготовленной из меди (ШДУП).
- Медные одножильные провода. Площадь сечения таких кабелей должна колебаться в пределах 2,5 – 6 мм.кв., марка – ПВ1.
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:
- Запрещено монтировать в домах, где установлена система заземления типа TN-C с PEN проводником.
- Если дома установлены пластиковые трубы, изготовленные из полиэтилена, они разорвут цепь, что приведет к удару током.
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.
