Эквипотенциальный разъем для подключения дополнительного защитного заземления

Обновлено: 02.05.2024

Уравнивание потенциалов

Эквипотенциальные соединения иногда считают полноценным заменителем автоматического отключения для защиты от косвенного прикосновения (защита при повреждении). Однако, неправильно предполагать, что внутри зоны растекания тока с заземляющего устройства нет разности потенциалов.
Напротив, во время короткого замыкания (к.з.) градиент потенциала на поверхности земли значителен и конфигурация заземляющего устройства существенно влияет на эффективность защитного действия эквипотенциальных соединений. В ряде случаев ненадлежащее применение эквипотенциальных соединений может увеличить опасность поражения электрическим током.
Доступные открытые проводящие части электрооборудования (ОПЧ) Соединяются между собой и присоединяются к защитному заземляющему проводнику. Сторонние проводящие части (СПЧ), доступные прикосновению, включая стальные водопроводные трубы, трубы газоснабжения и трубы водяного отопления, кабеле про в оды, металлические ограждения, стальные и железобетонные конструкции зданий, проводящие полы и т. д. также соединяются с ЗУ электроустановки.
Во время протекания тока при повреждении изоляции напряжение на этих частях будет определяться падением напряжения, вызванным током замыкания.
Все части здания, не связанные с ЗУ, получают потенциал земли, обусловленный естественной проводимостью этих частей.
Если человек, находящийся в здании, прикоснется рукой к токоведущим частям, электрического удара не произойдет в том случае, если человек при этом имеет доступ только к непроводящим частям. Если человек коснулся токоведущих контактов штепсельной розетки и одновременно другой рукой коснулся стен или пола внутри здания, высокое сопротивление петли замыкания обусловит появление весьма незначительного напряжения прикосновения и через тело человека будет протекать весьма незначительный ток.
В таких зданиях опасность поражения электрическим током возникает при одновременном прикосновении к двум электроприборам, которые имеют проводящие части разного напряжения (например, открытый фазный проводник и открытый проводник цепи заземления).
Опасность поражения не может быть снижена посредством применения УЗО-Д поскольку УЗО-Д в этой ситуации не может отличить ток через человека от тока нагрузки. Однако, вероятность двойного короткого замыкания мала. Защита посредством использования изоляционных свойств здания неэффективна, если человек стоит на проводящей поверхности, имеющей связь с землей. В этих условиях защита может быть обеспечена посредством УЗО-Д.
Если ЗУ электроустановки здания связано с фундаментным заземлителем и защитными проводниками, то при отсутствии повреждения изоляции условия электробезопасности практически остаются такими же как и в предыдущем случае. Однако, для создания опасных условий, приводящих к поражению электрическим током, уже не требуется двойного повреждения изоляции. В этом случае опасный ток будет протекать через тело человека при одновременном прикосновении к токоведущей части и доступной проводящей часта (ОПЧ и СПЧ).
Как уже отмечалось, при повреждении изоляции между токоведущей частью и ОПЧ, в зоне стекания тока с фундаментного заземлителя появляется колоколообразное распределение потенциала.
СПЧ (металлический и железобетонный каркас здания, металлические конструктивные элементы здания) приобретают потенциал ЗУ электроустановки здания. Этот же потенциал приобретают также ОПЧ электроустановки, связанные РЕ-проводником с фундаментным заземлителем здания. Сторонние проводящие части неэлектрического оборудования не участвуют в протекании тока замыкания, если они не присоединены к защитному проводнику. Опасность может возникнуть когда СПЧ присоединены к защитным заземляющим проводникам. В этом случае защита может быть обеспечена посредством применения УЗО-Д. Если человек имеет контакт с заземленными проводящими поверхностями, использование УЗО-Д эффективно.
Значение эквипотенциальных связей, вообще говоря, уменьшается при использовании непроводящих материалов для водопроводных и отопительных трубопроводов; более того, если потенциал, возникающий при повреждении изоляции, может переноситься проводящими частями неэлектротехнического оборудования, эквипотенциальные связи могут увеличивать опасность поражения электрическим током.
Приведенные соображения позволяют сделать следующие выводы:

Во многих современных зданиях с трубопроводными системами, выполненными из непроводящих материалов, эквипотенциальные связи не оказывают существенного влияния на условия электробезопасности;
Вне зданий эквипотенциальные связи часто оказываются неэффективными и при ненадлежащем применении могут вызывать результат, противоположный ожидаемому. Непреднамеренные «эквипотенциальные» связи могут приводить к выносу опасного потенциала;
Эквипотенциальные связи должны рассматриваться в качестве одного из видов дополнительной защиты, которая может только снизить опасность поражения электрическим током при повреждении изоляции, но не может считаться альтернативой защите посредством автоматического отключения при повреждении изоляции;
Эквипотенциальные связи с высокой проводимостью между землей и металлическими частями водопровода, имеющими контакт с водой в бассейне или ванне, будут способствовать действию УЗО-Д, если электрооборудование без заземляющего проводника погружено в воду. Защитно-отключаю- щее устройство дифференциального типа не в состоянии защитить от межфазного замыкания, не сопровождающегося током утечки на землю.
Если в ванной располагаются две или более системы трубопроводов из проводящего материала, дополнительное эквипотенциальное соединение мевду ними необходимо. Однако, поскольку главный эквипотенциальный проводник соединяет все трубопроводы здания, выполненные из проводящих материалов, с РЕ-проводником в единую эквипотенциальную систему, дополнительный проводник для эквипотенциальной связи не требуется присоединять к защитному заземляющему проводнику. Это было бы излишним.

Назначение уравнивания потенциалов с .помощью эквипотенциальных связей — сделать среду обитания человека свободной от появления разности потенциалов. Это означает, что все проводящие части электротехнического (ОПЧ) и неэлектротехнического оборудования, строительных конструкций (СПЧ) должны быть соединены между собой. Части, которые не могут сохранить общий потенциал (не могут быть присоединены к общей системе уравнивания потенциалов), должны быть отделены от остального оборудования таким образом, чтобы они не были доступны для одновременного прикосновения. Если в результате повреждения изоляции или индукции возникает импульс напряжения на одной из доступных проводящих частей, то все доступные одновременному прикосновению проводящие части должны приобрести то же самое напряжение для исключения появления разности напряжений, опасной для человека.
В случае, когда одна из доступных частей является землей, все окружающее оборудование должно быть соединено с землей через возможно более низкое сопротивление. Для этого недостаточно связать все доступные проводящие части оборудования и конструкций (ОПЧ и СПЧ) между собой. Особое внимание должно быть обращено на защиту от непреднамеренного внесения потенциала в места, где уравнивание потенциала не может считаться адекватной защитой.
Нормативные рекомендации по уравниванию потенциалов

С целью уравнивания потенциалов в тех зданиях, помещениях и наружных установках, в которых применяются заземление или зануление открытых проводящих частей, должны быть объединены с основной системой уравнивания потенциалов следующие проводящие части:
основной (магистральный) защитный проводник (РЕ- или PEN-npoводник);
основной (магистральный) заземляющий проводник или основной заземляющий зажим; металлические части строительных и производственных конструкций, стационарно проложенные трубопроводы всех назначений, металлические корпуса технологического оборудования, подкрановые и железнодорожные рельсовые пути, система центрального отопления и системы вентиляции и кондиционирования воздуха. При этом должна быть обеспечена непрерывность электрической цепи, образованной стальными и железобетонными каркасами производственных зданий и сооружений на всем протяжении их использования в качестве РЕ- или PEN-проводников.
Сечение главного проводника системы уравнивания потенциалов должно быть не менее половины наибольшего сечения защитного проводника установки, но не менее 6 мм 2 . Однако не требуется применять проводники сечением более 25 мм 2 по меди или равноценное ему, если проводник изготовлен из другого металла.
Сечение дополнительного проводника системы уравнивания потенциалов, соединяющего две открытые проводящие части электрооборудования, нормально не находящихся под напряжением, должно быть не менее сечения наименьшего из защитных проводников, подключенных к этим частям.

Сечение дополнительного проводника системы уравнивания потенциалов, соединяющего заземляемые части электрооборудования и металлические конструкции строительного и производственного назначения, должно быть не менее половины сечения защитного проводника электрооборудования, подключенного к данной заземляющей части.
4.3.2 .4. Связь для уравнивания потенциалов может быть обеспечена либо металлоконструкциями строительного и производственного назначения, либо дополнительными проводниками, либо сочетанием того и другого.

Защитное заземление. Основная и дополнительная системы уравнивания потенциалов. Сторонние проводящие части

Защитное заземление – заземление, выполняемое в целях электробезопасности.

Защитное заземление —это преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

Цель защитного заземления —снизить до безопасной величины напряжение относительно земли на металлических частях оборудования, которые не находятся под напряжением, но могут оказаться под напряжением вследствие нарушения изоляции электроустановок. В результате замыкания на корпус заземленного оборудования снижается напряжение прикосновения и, как следствие,- ток, проходящий через тело человека, при его прикосновении к корпусам.

При электрическом переменном токе промышленной частоты (50 герц) берут во внимание только активное сопротивление человека (его тела) и соотносят его с величиной равной 1 кОм. При длительном прохождении тока сопротивление тела снижается до 500 – 300 Ом.

Примечание: сопротивление тела человека постоянному току от 3 до 100 кОм.

Расчеты, приведенные на рисунках, весьма приблизительны, но показывают оценить эффективность защитного заземления.

Существенное влияние на ток, проходящий через человека, оказывает величина тока короткого замыкания и сопротивление системы заземления. Наибольшее допустимое значение сопротивления заземления в установках до 1000 В: 10 Ом — при суммарной мощности генераторов и трансформаторов 100 кВА и менее, 4 Ом — во всех остальных случаях.

Указанные нормы обосновываются допустимой величиной напряжения прикосновения, которая в сетях до 1000 В не должна превышать 40 В.

Защитное заземление применяется в трехфазных трехпроводных сетях напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью, а в сетях напряжением 1000 В и выше — с любым режимом нейтрали.

1. Каждый корпус электроустановки должен быть присоединен к заземлителю или к заземляющей магистрали с помощью отдельного ответвления. Последовательное включение нескольких заземляемых корпусов электроустановок в заземляющий проводник запрещается.

Заземляющее устройство — это совокупность заземлителя и заземляющих проводников, соединяющих заземляемые части электроустановки с заземлителем.

Заземлители

1.Естественные

- водопроводные трубы, проложенные в земле (ХВ)

- металлические конструкции здания и фундаменты, надежно соединенные с землей

- металлические оболочки кабелей

- обсадные трубы артезианских скважин

- газопроводы и трубопроводы с горючими жидкостями

- алюминиевые оболочки подземных кабелей

- трубы теплотрасс и горячего водоснабжения

Соединение с естественным заземлителем должно быть не менее чем в двух разных местах.

2. Искуственные

Контурные

Выносные: групповые и одиночные

Позволяют выбрать место с минимальным сопротивлением грунта.

Традиционно, для искусственных заземлителей применяют угловую сталь толщиной полки не менее 4 мм, стальные полосы толщиной не менее 4 мм или прутковую сталь диаметром от 10 мм.

Широкое распространение в последнее время получили глубинные заземлители с омедненными или оцинкованными электродами, которые по долговечности и затратам на изготовление заземлителя существенно превосходят традиционные методы.

Особая проблема - создание качественного заземления в условиях вечной мерзлоты. Здесь стоит обратить внимание на системы электролитического заземления, позволяющие эффективно решить проблему.

Основная система уравнивания потенциалов.

Построение основной системы уравнивания потенциалов – создание эквипотенциальной зоны в пределах электроустановки с целью обеспечения безопасности персонала и самой электроустановки при срабатывании системы молниезащиты, заносе потенциала и коротких замыканиях.

Основная система уравнивания потенциалов в электроустановках до 1 кВ должна соединять между собой следующие проводящие части:

1 ) нулевой защитный РЕ- или РЕN- проводник питающей линии в системе TN;

2 ) заземляющий проводник, присоединенный к заземляющему устройству электроустановки, в системах IT и TT;

3 ) заземляющий проводник, присоединенный к заземлителю повторного заземления на вводе в здание;

4)металлические трубы коммуникаций , входящих в здание…

5 ) металлические части каркаса здания;

6 ) металлические части централизованных систем вентиляции и кондиционирования….

7 ) заземляющее устройство системы молниезащиты 2-й и 3-й категории;

8 ) заземляющий проводник функционального ( рабочего ) заземления, если таковое имеется и отсутствуют ограничения на присоединение сети рабочего заземления к заземляющему устройству защитного заземления;

9 ) металлические оболочки телекоммуникационных кабелей.

Для соединения с основной системой уравнивания потенциалов все указанные части должны быть присоединены к главной заземляющей шине при помощи проводников системы уравнивания потенциалов. (ПУЭ п. 1.7.82)

Несоединенный с ГЗШ элемент конструкции, инженерной системы, независимой системы рабочего заземления ( FE ) и тд. – грубейшее нарушение целостности основной системы уравнивания потенциалов. Появление разности потенциалов ( возможность искры ) – угроза жизни персонала и безопасности объекта.

Примечание: разрядник, указанный на рисунке – специализированный искровой разрядник с малым напряжением срабатывания для систем уравнивания потенциалов. Например: серии «KFSU», «EXFS..» компании DEHN.

Система дополнительного уравнивания потенциалов

- должна соединять между собой все одновременно доступные прикосновению открытые проводящие части стационарного электрооборудования и сторонние проводящие части, включая доступные прикосновению металлические части строительных конструкций здания, а также нулевые защитные проводники в системе TN и защитные заземляющие проводники в системах IT и ТТ, включая защитные проводники штепсельных розеток (ПУЭ п. 1.7.83).

Система дополнительного уравнивания потенциалов значительно улучшает уровень электробезопасности в помещении. Короткие проводники защитного заземления и уравнивания потенциалов, сведенные на шину, формируют эквипотенциальную зону по принципу аналогично основной системы уравнивания потенциалов.

Как видно из рисунков, схема электропитания претерпевает существенные изменения. Чрезвычайно важно обеспечить соединение контактов заземления розеток и клемм заземления стационарных приборов на шину дополнительного уравнивания потенциалов. При этом, даже если не будет выполнено соединение корпусов приборов с шиной ( безалаберная эксплуатация, особенно переносных приборов ) система сохранит свою эффективность по безопасности. Ситуация, когда земли розеток и приборов не подключены к шине, а сторонние проводящие части гарантированно соединены с шиной уравнивания потенциалов, в разы ухудшает электробезопасность в помещении даже по сравнению с классической схемой питания.

Сторонняя проводящая часть - проводящая часть, не являющаяся частью электроустановки.

Если формально подходить к определению, то и металлическая дверная ручка и петли на деревянной двери в деревянном доме являются сторонними проводящими частями.

При формировании дополнительной системы уравнивания потенциалов возникает вопрос, что подключать, а что не подключать на шину дополнительного уравнивания потенциалов, чтобы добиться необходимого уровня электробезопасности и не делать систему слишком громоздкой. Здесь, с точки зрения здравой логики, можно руководствоваться двумя принципами:

Фактическая ( потенциальная ) возможность связи с «землей».
Возможность появления потенциала на сторонней проводящей части при аварии электрооборудования в процессе эксплуатации.

Примеры сторонних проводящих частей подключаемых / не подключаемых к шине дополнительного уравнивания потенциалов:

Сторонняя проводящая часть

Металлическая полка, закрепленная на стене из непроводящего материала.

Металлическая полка, закрепленная на стене из железобетона.

(потенциальная связь с «землей» за счет крепежа к стене)

Металлическая полка, закрепленная на стене из непроводящего материала.

На полке расположен электроприбор.

(возможность появления потенциала при аварии прибора с классом изоляции I)

Металлическая тумбочка с резиновыми (пластиковыми) колесиками на бетонном полу.

Металлическая тумбочка с резиновыми колесиками на бетонном полу.

В помещении грязь и пыль в сочетании с повышенной влажностью.

(потенциальная связь с «землей» за счет загрязнения и повышенной влажности)

Некоторое количество вопросов с уравниванием потенциалов возникает по ванным и душевым помещениям. Современные требования и рекомендации по устройству системы дополнительного уравнивания потенциалов изложены в циркуляре № 23/2009.

Широкое применение пластиковых труб породило закономерный вопрос: является ли водопроводная вода сторонней проводящей частью и возможен ли занос потенциала через воду….

Ответ, содержащийся в циркуляре, несколько настораживает: « … Водопроводная вода нормального качества …не рассматривается как сторонняя проводящая часть . »

К сожалению, вода нормального качества из наших кранов течет не всегда и лучше перестраховаться, используя токопроводящие вставки на отводах от стояков водопровода подключив их к шине дополнительного уравнивания потенциалов, чтобы не подключать отдельно каждый кран. Этот метод в качестве рекомендуемого описан в этом же циркуляре.

Практика выполнения дополнительной системы уравнивания потенциалов.

Фактически наиболее распространены пять вариантов выполнения шин системы дополнительного уравнивания потенциалов:

Вариант 1. С использованием стандартных коробок уравнивания потенциалов ( КУП ).

Вариант 2. Стальная шина 4х40 ( 4х50 ) с приварными болтами опоясывающая помещение.

Вариант 3. Стальная шина, уложенная в стандартный пластиковый короб.

Вариант 4. Использование шины заземления в РЩ ( для небольших помещений ).

Вариант 5. С использованием специализированного щитка типа ЩРМ – ЩЗ

( встроенный щиток с шиной 100 мм 2 ( Cu ) со степенью защиты IP54 ).

Главные требования нормативов по устройству шины дополнительного уравнивания потенциалов содержат два требования:

- возможность осмотра соединения

- возможность индивидуального отключения

Длина проводников дополнительной системы уравнивания потенциалов, соединяющих контакты штепсельных розеток, сторонние проводящие части и корпуса электрооборудования не должна превышать 2,5 м.( ? ). Сечение 4 мм 2 Сu ( ПВ-1, ПВ-3 ). См. ПУЭ 1.7.82 рис. 1.7.7.
Для электроустановки здания, где применяются негорючие ( ВВГ нг –FRLS…) кабеля, следует с осторожностью использовать кабеля марки ПВ-1, ПВ-3 ( проводники уравнивания потенциалов от дополнительной системы уравнивания потенциалов до ГЗШ или щитовой шины заземления ). Данный тип кабеля, будучи уложенным вместе с негорючими кабелями, формально превращает всю систему в распространяющую горение. В большинстве случаев контролирующие органы относятся к этому спокойно, но в некоторых случаях стоит применить негорючие одножильные кабеля той же марки с нанесением соответствующей маркировки.
Для зданий детских дошкольных учреждений, больниц, специальных домах престарелых и тд. применяемые пластиковые короба должны иметь сертификат о не выделении токсичных веществ при горении. Тоже касается линолеума. Поставляемые в Россию короба Legrand, ABB … таких сертификатов не имеют. Как вариант - короба фирмы DKC в которых в качестве отбеливающего вещества используется мел и есть все необходимые сертификаты.

МЕД. ГОСТ Р 50571.28 п. 710.413.1.6.3 « Шина уравнивания потенциалов должны быть расположены в самом медицинском помещении или в непосредственной близости от него. В каждом распределительном шкафу или в непосредственной близости от него должны быть расположена шина системы дополнительного уравнивания потенциалов, к которой должны быть подключены проводники…»

Для учреждений здравоохранения в помещениях гр.1 и особенно в помещениях гр.2 (чистые помещения) удобно воспользоваться вариантом № 5, схема которого представлена на рисунке.

Эквипотенциальное соединение

Уравнивание потенциалов относится к связи с хорошей электрической проводимостью , что сводит к минимуму различные электрические потенциалы . Эквипотенциальное соединение часто называют заземлением . Требование эквипотенциального соединения вытекает из «Требований по защите от поражения электрическим током» и определено на международном уровне в IEC 60364-4-41: 2005 и для Германии в DIN VDE 0100-410: 2007-06. Подключение всех токопроводящих тел (корпусов) электрооборудованияс заземленным защитным проводом и с основной заземляющей шиной является основой защиты от поражения электрическим током. Защитная мера «автоматическое отключение источника питания в случае неисправности», которая является приоритетной в VDE, обеспечивается выполнением в соответствии со стандартами с последующим тестированием системы. Испытание также доказывает, что полное сопротивление контура достаточно мало для автоматического отключения в случае неисправности.

Технический проект для выравнивания потенциалов, определение размеров поперечных сечений и стандартизованные термины вытекают из IEC 60364-5-54: 2011, а для Германии - из DIN VDE 0100-540: 2012-06.

Основное уравнивание потенциалов устанавливаются в доме соединительной комнате здания. Заземляющие проводники , все защитные проводники уравнивания потенциалов и защитные проводники источника питания, которые собраны вместе на основной заземляющей шине , должны быть объединены. О заземляющем проводе для подключения к заземлению основания или другому типу заземляющего электрода . При необходимости можно подключить заземление фундамента к токоотводам системы молниезащиты (LPS).

Определение согласно VDE

Согласно DIN VDE 0100, часть 200, эквипотенциальное соединение определяется следующим образом: «Установление электрических соединений между токопроводящими частями для достижения выравнивания потенциалов».

Защитное уравнивание потенциалов

Защитное выравнивание потенциалов является уравниванием потенциалов между всеми внешними проводящими частями ведущей в здание (например, водопроводные трубы металлических, канализационные трубах или газовых трубах (с изолирующим спейсером)), а также «внешними проводящими частями в здании» , такие как металлические кабели , кондиционер, отопление и «токопроводящие части в руках людей» И основная шина заземления ( основная шина выравнивания потенциалов ).

Все эти части должны быть подключены к основной шине заземления с помощью проводов защитного уравнивания потенциалов.
Как правило, соединения выполняются с помощью медных проводов с минимальным поперечным сечением 2,5 мм² для механической защиты или 4 мм² для незащищенной установки.

Чтобы предотвратить перенос разности потенциалов с земли, с 2010 года здания заземляли только в одной точке. Если токопроводящая труба вводится в здание снаружи, необходимо предусмотреть изолированное соединение труб на месте подключения дома .

Локальное уравнивание потенциалов

Локальный потенциал выравнивание является потенциальной компенсацией между всеми электрический проводящими частями в комнате или области и защитный проводник из направляемой в комнате или площади линии для низкого напряжения .

Согласно DIN VDE 0100, группа 700, он предписан в помещениях и зонах особого риска:

«Влажные помещения» или «зоны», полы, стены или помещения которых промываются водой из шланга. Соответственно, кухни и ванные комнаты в квартирах и гостиницах определяются как «сухие помещения», так как влага в них возникает только время от времени. (Однако в более старых публикациях и других контекстах эти комнаты по-прежнему классифицируются как влажные .)

В 2008 году требования к комнатам с ванной или душем были смягчены (Часть 701). См. Следующий раздел: Номера с ванной или душем.
Бассейны бассейнов и другие бассейны (часть 702), сауна
Сельскохозяйственные и садовые объекты (часть 705)
Медицинские помещения (часть 710)
Пожароопасные зоны
Опасные зоны
Промышленное здание

Это уравнивание потенциалов также обычно реализуется с помощью медных кабелей с минимальным поперечным сечением 2,5 мм² для механической защиты или 4 мм² для незащищенной прокладки.

Внутри здания местное защитное уравнивание потенциалов соединено с главной шиной уравнивания потенциалов через проводник уравнивания потенциалов .

Номера с ванной или душем

Включение токопроводящих ванн и душевых поддонов больше не требуется, но возможно. Следует сохранить существующее эквипотенциальное соединение металлических ванн и душевых поддонов, а также других токопроводящих частей.

Системы высокого напряжения

В высоковольтных системах , например, в электромобилях с батарейным питанием , выравнивание потенциалов является ключевым элементом безопасности. Все высоковольтные компоненты, включая силовую электронику и корпус высоковольтной батареи, а также заземление транспортного средства, соединены друг с другом посредством уравнивания потенциалов. Если два компонента имеют разные повреждения жесткой изоляции, протекает ток короткого замыкания, так что срабатывание предохранителя в батарее предотвращает ухудшение. Эквипотенциальное соединение должно быть упругим (см. ISO 6469-3), что является важным фактором в дополнение к чистому значению сопротивления.

Читайте также: