Выравнивание потенциалов

Выравнивание потенциалов

Поворот вентиля крана в ванной комнате для большинства из нас является движением практически рефлекторным, мало кто из нас задумывается о том, что, подставив руку под струю воды, можно получить удар током. А это может случиться, если не произведено уравнивание потенциалов сантехнической арматуры через так называемую локальную землю. Сегодня мы расскажем вам о том, что это такое и как правильно произвести заземление ванны.

Откуда в трубах электрический ток?

К появлению электрического потенциала на сантехнической арматуре приводят:

  • Локальные аварии электрооборудования и нарушения технологии производства работ.
  • Статическое электричество.
  • Естественный электрический потенциал.
  • Блуждающие токи.
  • Токи, связанные с проявлениями феномена электрохимической коррозии.

К локальным авариям электрооборудования относятся: обрыв проводов линий электропередач с изолированной нейтралью, частичный пробой изоляции подземных электрических кабелей; неисправность электрооборудования в квартире – разрушение корпусов ТЭН водонагревательных приборов, что может произойти не только у вас, но и у соседей. Классический пример нарушения технологии производства работ – подключение нейтральной шины сварочных трансформаторов к трубам водоснабжения.

Причины потенциалов

Статический заряд может появиться на сантехнической арматуре, подключенной к полихлорвиниловым трубам из-за непрерывного тока воды по ним. Широкое применение акрила для ремонта старых эмалированных ванн или установка емкостей из этого материала способствует накоплению заряда электричества на их поверхностях.

Естественный электрический потенциал имеет все, что находится на поверхности планеты Земля или в ее атмосфере. Происходит это из-за того, что земная твердь имеет отрицательный потенциал, а свод небесный – положительный. И чем выше расположено физическое тело, тем больше его величина. Например, на высоте человеческого роста он может быть равен 100-110 вольтам.

Так называемые блуждающие токи могут появляется там, где проложены пути электрифицированного транспорта. Дело в том, что рельсы используются в качестве заземляющей шины. Через них ток, вращающий электродвигатели вагонов, уходит в землю. Если вы живете возле трамвайных путей или депо метрополитена, вероятность того, что при умывании вы будете ощущать легкое пощипывание в кончиках пальцев, очень велика.

Если водопроводные трубы сделаны из разных материалов, то возникают токи электрохимической коррозии. Для человека они в наименьшей степени опасны, но оказывают разрушающее воздействие на сами трубы и сантехническую арматуру. Например, если вы подключаете полотенцесушитель из нержавеющей стали непосредственно к трубам из черного металла, то через некоторое время в соединительных муфтах появится неустранимая течь из-за ослабления резьбового сопряжения.

Система уравнивания потенциалов

Для того чтобы минимизировать вредное воздействие наведенных токов, необходимо произвести выравнивание потенциалов. По факту это действие является перенаправлением движения электрического заряда по пути, на котором его разрушающее действие минимально опасно для человека. На языке профессиональных электриков оно называется СУП – система уравнивания потенциалов.

Самым ярким примеров работы СУП является разряд атмосферного электричества, который происходит в результате пробоя газовой среды (воздуха) между грозовыми тучами, в которых накоплен положительный заряд, и физической землей, имеющей заряд отрицательный. Конечно, преднамеренно созданная система уравнивания потенциалов работает с меньшими звуковыми и световыми эффектами, но сущность процесса аналогична.

ПУЭ:
1.7.32. Для защиты людей от поражения электрическим током при повреждении изоляции должна быть применена, по крайней мере, одна из следующих защитных мер: заземление, зануление, … выравнивание потенциалов.
1.7.33. Заземление или зануление электроустановок следует выполнять:
2) при номинальных напряжениях выше 42 В, но ниже 380 В переменного тока и выше 110 В, но ниже 440 В постоянного тока — только в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках.

Электрический заряд стекает по пути наименьшего сопротивления и в последующем рассеивается, в результате чего потенциалы обнуляются и становятся равны друг другу. Системой это устройство назвали из-за наличия трех действующих лиц: точек с положительным и отрицательным потенциалом, а также проводника, их соединяющего.

Создание собственной системы уравнивания потенциалов в ванных комнатах и душевых является обязательным условием их эксплуатации и регламентируется последней редакцией ПУЭ. Это продиктовано высокой влажностью в подобных помещениях, а также тем, что человек в них обычно находится в состоянии, близком к естественному – на нем минимум одежды и, как правило, отсутствует обувь, обладающая диэлектрическими свойствами. При отсутствии СУП электрический заряд обнулится через тело человека, поскольку оно обладает наименьшим электрическим сопротивлением.

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.

Последствие отсутствия уравнивания потенциалаЕсли 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.

Схема уравнивания потенциалов

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 мм2, а при использовании так называемого гибкого металлорукава – 4,0 мм2. Можно применять и стальную полосу, но ее сечение не должно быть менее 16,00 мм2.

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.