Potenciální vyrovnání a vyrovnání: jejich rozdíly a rozlišení, typy systémů

Při realizaci projektů energetických systémů pro různé budovy je věnována velká pozornost bezpečnosti. Každý používá elektrické spotřebiče a zná nebezpečí holého drátu, co je izolace a uzemnění. Ale ne každý je obeznámen s takovým konceptem, jako je vyrovnání a vyrovnání potenciálů, a jaký je jejich rozdíl. Abyste si zachovali svůj život a bezpečí, musíte tomu rozumět alespoň základní.

Důvody pro vytvoření schématu úprav

Každý vodič má svůj vlastní bezpečný elektrický potenciál. Hrozba spočívá právě v potenciálním rozdílu mezi dvěma kovovými výrobky a čím větší je rozdíl, tím větší je pravděpodobnost zasažení elektrickým proudem.

Pro tento účel byl vytvořen speciální systém vyrovnání potenciálu. Obvykle je tento způsob ochrany před úrazem elektrickým proudem poskytován v bytech, ale ne vždy funguje, zejména ve starých vícepodlažních budovách.

Chcete-li jasně vysvětlit vyrovnání potenciálu, můžete použít následující příklad. Kovový povrch chladničky a vodní potrubí umístěné poblíž mají své vlastní potenciální indikátory, z nichž jeden je větší než druhý, a potenciální rozdíl, jak je známo, je napětí. Pokud se těchto předmětů náhodně dotknete současně, může nastat nebezpečná situace, protože osoba je v tomto případě vodičem od většího k menšímu potenciálu. Všechna potrubí jsou propojena společným domovním komunikačním systémem.

Mnoho lidí si myslí, že takové napětí není pro člověka nebezpečné, protože neexistuje žádné fázové spojení s předměty. Stává se však, že ve ventilačním potrubí může vzniknout nebezpečný elektrický potenciál.

Abychom byli přesvědčivější, můžeme uvést příklad s elektrickým spotřebičem, například 220voltovou domácí zásuvkou. Fázový kontakt má potenciál 220 V a nulový kontakt má potenciál 0 V, rozdíl je 220 V. Při spojení kontaktů s kusem drátu s malým odporem (asi 1 ohm) se ve vodiči (drátu) objeví napětí 220 ampér, izolace se zapálí a drát se roztaví. To by se samozřejmě nemělo dělat. Pokud se člověk dotkne obou kontaktů, pak i při vysokém odporu těla pod vlivem proudu bude výsledek tragický.

Situace, které v praxi nastávají

Totéž se děje v každodenním životě. Na elektrickém zařízení se může objevit fáze v důsledku poškození izolace, přítomnosti vlhkosti ve skupině kontaktů nebo výpadku napájení. Pokud se dotknete zařízení pod napětím a zároveň se dotknete kovového předmětu v místnosti spojeného se zemí (například potrubí), můžete dostat elektrický šok.

Když je elektrické zařízení správně připojeno k uzemnění, dojde ke zkratu na krytu a spustí se automatická ochrana, která odpojí obvod. V tomto případě nehrozí nebezpečí úrazu elektrickým proudem, proto je místnost vybavena systémem dodávky energie v souladu s normami Pravidel elektrické instalace (PUE).

Může nastat další taková situace. Jeden ze sousedů v budově připojil nulový vodič k radiátoru (možná z negramotnosti nebo možná proto, aby přetočil údaje na elektroměru). Na topném systému vznikl potenciál, hrozící nebezpečí, od 50 do 220 voltů. Podle teorie by napětí mělo zůstat v zemi, kde jsou položeny ocelové trubky. Ale pokud mezi kterýmkoli bytem a suterénem byla část potrubí nahrazena plastem, vodič se otevře.

Vyhřívaný věšák na ručníky v koupelně získal potenciál například 150 voltů. Když se ho dotknete a uzemněné pračky, dojde ke stejnému rozdílu potenciálu, což je životu nebezpečné. Problém není s elektrickým spotřebičem, ale s vyhřívaným věšákem na ručníky, který je pod proudem.

Zde je další příklad. Ve stěně bytu je elektrický vodič a poblíž je položen vodovod. Při zatížení (když je kotel nebo elektrická trouba zapnutý) se v potrubí může objevit EMF (elektromotorická síla). Proud vody se nabíjí potenciálem až 50 voltů. Nemusí se jednat o život ohrožující napětí., ale když se dotknete kohoutku v kuchyni, můžete cítit elektrický proud.

Faktory, které určují rozdíl

Všechna zařízení, která vyrábějí elektřinu, mají nulové spojení s fyzickou zemí. To znamená, že mezi fázovým vodičem a zemí existuje potenciální rozdíl, který se rovná fázovému napětí. Fenomén potenciálního rozdílu může být způsoben mnoha faktory:

• místní havárie elektrických zařízení;
• statická elektřina;
• přirozený elektrický potenciál;
• bludné proudy;
• proudy spojené s elektrochemickou korozí.

Místní havárie elektrických zařízení jsou doprovázeny: přerušení elektrických vodičů, částečné poruchy izolačních podzemních kabelů, porucha elektrického zařízení umístěného v bytě. Vodovodní armatury, které jsou připojeny k PVC trubkám, mohou mít statický náboj v důsledku neustálého pohybu vody skrz ně. Akrylátový nátěr van nebo jiných nádob akumuluje na jejich povrchu elektrický náboj.

Všechno, co je na Zemi, stejně jako v její atmosféře, je obdařeno přirozeným elektrickým potenciálem, protože zemská skořápka má negativní potenciál a kupole nebe má pozitivní potenciál. Čím vyšší je fyzické tělo, tím větší je hodnota jeho potenciálu, například ve výšce 2 m indikátor dosahuje 110 voltů.

Na zpevněných elektrických dopravních tratích se objevují bludné proudy. V tomto případě kolejnice fungují jako zemnící tyče. Jejich prostřednictvím proniká do země proud pohánějící elektromotory automobilů. Lidé žijící v blízkosti tramvajových linek mohou při mytí obličeje pociťovat brnění v prstech.

Pokud se systém skládá z trubek vyrobených z různých materiálů, mohou vznikat galvanické korozní proudy. Pro člověka nejsou nebezpečné, ale ničí vodovodní a uzavírací ventily. Při připojování ocelového vyhřívaného věšáku na ručníky k řadě trubek ze železného kovu se v jejich spojích časem vytvoří netěsnost v důsledku uvolnění závitů.

Systémové odrůdy

Aby k takovým nebezpečným situacím nedocházelo, byla vyvinuta pravidla pro návrh elektrických instalací (PUE), která stanoví dva typy systémů vyrovnání potenciálu, hlavní (OSUP) a doplňkový (DSUP). První je považován za hlavní a skládá se z následujících prvků:

• zemnící elektroda;
• hlavní sběrnice pro vyrovnání potenciálu uzemnění umístěná u vstupu do budovy;
• kovové kování obytné vícepodlažní budovy;
• ventilační kanály;
• Kovové vodovodní potrubí;
• prvky ochrany před bleskem.

Kombinací těchto prvků by nevznikl strach z různých potenciálů, ale to je již minulostí. V posledních letech se obyvatelé bytů stále častěji uchylují k výměně kovových potrubí za plastové (polypropylen). V důsledku toho plast přeruší ochranný obvod a vytvoří potenciálový rozdíl, například v koupelně mezi potrubím a vyhřívaným věšákem na ručníky.

Použití samotného BPCS má další nevýhodu. Ve vícepodlažní budově je potrubí dlouhé a jeho elektrický potenciál je v 1. a 14. patře rozdílný. To opět vytváří nebezpečnou situaci.

Pro eliminaci takových situací je nutné vyrobit dodatečný vyrovnávací systém, který bude fungovat v každém bytě. DSUP je instalován v koupelně a skládá se z následujících prvků:

• vany nebo sprchové kouty;
• vyhřívaný věšák na ručníky;
• vodovodní a plynové potrubí;
• kanalizace;
• větrání, pokud kovová krabice jde do místnosti.

Ke každému prvku systému musí být připojen samostatný jednožilový vodič, jehož druhý konec je připojen ke skříni vyrovnání potenciálu (PEC). Měli byste znát určité požadavky kladené PUE na doplňkový systém, podle kterých je zakázáno:

• propojte DSUP objekty kabelem;
• vybavit pomocný řídicí systém, pokud byt nemá zemnící smyčku (vyrobeno podle TN-C);
• přerušte obvod systému po celé délce od svorkovnice až po bytový panel a zapojte do něj i případné spínací zařízení.

Takové ochranné opatření je nezbytné vzhledem k velkému počtu vodičů umístěných v obytných budovách. Kromě potrubí studené a teplé vody, stejně jako topení, existují také kovové trubky pro ventilaci, klimatizaci a systémy ochrany před bleskem. Vyrovnání potenciálu je nezbytným bezpečnostním opatřením.

Vyrovnání a vyrovnání potenciálů

Definici vyrovnání lze formulovat jako spojení kovových vodivých rovin elektrického zařízení (plášťů), jakož i jiných vodivých částí potrubí nebo kovových konstrukcí, za účelem dosažení stejného potenciálu mezi nimi pro zajištění bezpečnosti v případě, pro například poškození izolace. Vyrovnání se provádí v elektroinstalacích do 1 kV.

Vyrovnání potenciálu se provádí snížením napětí při dotyku a kroku mezi dvěma články elektrického obvodu, kterých se lze dotknout současně nebo kde současně stojí osoba.

Vyrovnání se provádí připojením kovových zařízení, která jsou umístěna vedle elektroinstalace, jejího krytu (vyrovnání potenciálu), jakož i přípravou rozmetací plochy pomocí uzemňovacího zařízení. Zemnící konstrukce, která je vyrobena s ohledem na napětí větší než 1 kV, musí mít odpor nejméně 0,5 Ohm.

Elektrické instalace s napětím vyšším než 1 kV a pevně uzemněným neutrálem jsou považovány za zařízení s vysokými zemními poruchovými proudy. Patří sem také instalace 110 kV a více, ve kterých jsou neutrály v izolovaném nebo uzemněném stavu pomocí odporů.

Snížením odporu zemnící konstrukce je nemožné zajistit bezpečnost pracovníků u těchto elektroinstalací z důvodu vysokého dotykového a krokového napětí, ke kterému dochází při zemních poruchách (na pouzdrech a kovových konstrukcích elektroinstalací). Proto při provádění uzemnění v těchto zařízeních je nutné použít vyrovnání potenciálu.

Uzemňovací zařízení

V prostoru, kde se nachází elektroinstalace, je provedeno uzemňovací zařízení ve formě obvodu skládajícího se z elektrod o délce 3-5 m. Jsou zaraženy do země a navzájem spojeny pomocí ocelových pásků.

Konstrukce tohoto systému se provádí v hloubce 0,6−0,7 m a má formu kovové sítě. Je umístěn v zemi v prostoru, kde se nachází elektrická zařízení.

Při práci na elektrických instalacích pod napětím, pokud není možné použít jiné možnosti ochrany, se používají izolační podložky s porcelánovými izolačními nohami, které jsou spolehlivou izolací od země. Když člověk stojí na takové plošině, může se dotýkat částí elektrického zařízení, které jsou pod napětím.

Při opravách elektrického vedení se používá plošina, kde lze kovovou podlahu připojit k opravované síti pro vyrovnání potenciálů. Zároveň můžete s nechráněnýma rukama pracovat s vodiči pod napětím, proud nebude protékat lidským tělem. Hlavní je zde splnit jednu podmínku: když stojíte na izolační plošině, je přísně zakázáno dotýkat se jakýchkoli prvků věže, jinak proud z drátů projde osobou a věží k zemi. Pro bezpečný výstup na plošinu je článek žebříku izolován.

Jak již název napovídá, systém slouží k získání stejného potenciálu na všech vodivých částech přístupných dotyku. Toto řešení minimalizuje riziko úrazu elektrickým proudem. Pro vytvoření takového systému je nutné napojit všechny kovové části konstrukce na hlavní zemnící sběrnici, aby odtud potenciál nebezpečný pro člověka volně proudil do země.

Proč potřebujete vyrovnat potenciály?

Ve většině napájecích systémů moderních budov a konstrukcí je neutrální vodič připojen k uzemnění prostřednictvím speciální sběrnice. Kovové části domácích spotřebičů, například tělo žehličky nebo pračky, myčky nádobí, jsou připojeny k „nule“. Zároveň se ve fázi přivedení napětí nachází jistič, který vypne elektřinu, pokud dojde k průrazu izolace. Ale i když je spuštěn, existuje možnost, že proud přes neutrální vodič dosáhne krytu domácího spotřebiče. Pokud člověk chytne jednou rukou např. tělo myčky, kde je napětí kvůli porušení izolace, a druhou rukou radiátor napojený na potrubí vedoucí do země, dostane el. šokovat.

co je napětí? Toto je potenciální rozdíl. Pokud je na těle domácího spotřebiče například 50 voltů a na uzemněném radiátoru „0“, získáme rozdíl 50 V na osobu. Aby se tomu zabránilo, musí být potenciály vyrovnány tak, aby byla všude přítomna stejná hodnota. To lze provést, pokud nainstalujete samostatný uzemňovací systém a správně k němu připojíte kovové části zařízení.

Reálné příklady vzniku nebezpečného potenciálu v městské výškové budově

Zpočátku je celý systém uzemnění v nové obytné budově funkční a funguje normálně. Jinak budova prostě nebude uvedena do provozu. Pak ale plynou roky, někteří z obyvatel se pustí do rekonstrukcí, v přízemí se například objevují instituce, nebo se dokonce začíná rekonstruovat celý objekt. Nebezpečné napětí na kovových prvcích v bytě se může objevit v následujících běžných případech:

1. Obyvatelé začínají nahrazovat kovové trubky polypropylenovými. Výsledkem je ztráta kontaktu s uzemňovací elektrodou. Neměli byste se spoléhat na chladicí kapalinu: voda vede proud, ale dnes tam je, ale zítra tam nemusí být (sezónní opravy, nehody atd.).
2. Někdo se z důvodů známých pouze jemu rozhodl připojit „nulu“ z výstupu k radiátoru topení. V důsledku toho se potenciál 220 voltů mezi fází a bateriemi neobjevuje v celém domě.
3. Jeden z obyvatel nainstaloval kotel-topidlo bez uzemnění. V případě poruchy fázové izolace se do vody dostane napětí: všichni nejbližší sousedé z kohoutku dostanou kromě kapaliny elektrický šok.
4. Soused „pokročilý“ elektrikář se rozhodl uzemnit svůj elektrický sporák přes horkovodní stoupačku. Teoreticky to dává smysl, protože potrubí jde do země a je připojeno k hlavní pozemní sběrnici – GZSh. Pokud ale další soused, který je dole, po opravě vloží do stoupačky kus plastové trubky, v případě poruchy elektrického sporáku dostanou všichni nahoře z kohoutku s teplou vodou potenciál 127 voltů.

Rozdíl mezi vyrovnáním a vyrovnáním potenciálu

V prvním případě mluvíme o odstranění sebemenšího rozdílu mezi vodivými povrchy přístupnými lidskému doteku. Vyrovnání potenciálu se týká vodičů nebo jednotlivých elektrických instalací. V druhém případě máme na mysli snížení rozdílu potenciálů na velké ploše. Například betonová podlaha v dílně, spojení výztuže v železobetonových konstrukcích s betonovou tvárnicí.

Základní systém vyrovnání potenciálu (EPS)

Instaluje se při stavbě domu od základů nebo při jeho větších opravách či rekonstrukci. Systém předpokládá přítomnost hlavní uzemňovací sběrnice, ke které jsou připojeny následující:

• ochranný vodič „nula“ dodávající energii do budovy;
• drát připojený k uzemňovací konstrukci, pokud je k dispozici;
• kovové potrubí pro vodovod (TUV, studená voda), kanalizaci, plynové zařízení;
• kovové prvky rámu budovy (výztuž, hypotéky atd.);
• části vzduchovodů, konstrukce klimatizačních a ventilačních systémů;
• uzemňovací spínače ochrany před bleskem 2. a 3. kategorie;
• kovový plášť (někdy nazývaný „brnění“) telekomunikačních kabelů.

Spojení je provedeno radiálním způsobem: jeden vodič z hlavního stínění jde do jedné vodivé části. Průřez vodičů OSUP nesmí být menší než ½ stejného parametru největšího kabelu elektrického zařízení. Obvykle se používají vodiče s průřezem větší než 25 metrů čtverečních. mm (pro měď nebo materiály podobné proudovému odporu) není vyžadováno. Ale v každém případě minimální hodnota plochy drátu v OSUP (to je uvedeno v článku 1.7.137 PUE):

• ocel: 50 mXNUMX mm;
• hliník: 16 mXNUMX mm;
• měď: 6 čtverečních mm.

Po připojení všech kovových částí k hlavní sběrnici, pro kterou jsou použity svorky různých průměrů, je samotná sběrnice připojena k zemní smyčce. Při sjednávání OSUP není povoleno:

• připojte vodič vedoucí k uzemnění s „nulou“, počínaje hlavní zemí;
• použijte sériové připojení vodičů, když jeden následuje za druhým: přijatelná je pouze paralelní metoda;
• integrovat do obvodů zemnících (PE) vodičů spínací produkty, které přerušují souvislé zemnící vedení.

Další systém vyrovnání potenciálu (DSUP)

Jeho úkolem je propojit všechny na dotek vodivé části domácích spotřebičů a prvky třetích stran související například s rámem nebo základem budovy. Patří sem také uzemňovací kontakty domácích zásuvek. To znamená, že DSUP se nutně používá tam, kde je zvýšené riziko úrazu elektrickým proudem. V tomto případě existuje riziko, že se osoba dotkne několika kovových částí zařízení a vodivých částí jiných výrobců, které nejsou chráněny dielektrikem. Příkladem mohou být koupelny a sprchy. Nemluvíme pouze o vyhřívaných věšákech na ručníky a gejzírech. Pokud má místnost „teplou podlahu“, musí být topidla umístěná v cementovém potěru pokryta jemnou kovovou síťovinou nebo jinou podobnou ochranou spojenou se zemí. Samotné ohřívače jsou vybaveny ochranou ve formě RCD, dimenzované na proud až 30 mA.

Je bezpodmínečně nutné, aby DSUP byl používán pouze jako doplněk k hlavnímu systému. Oddělené použití místního systému vyrovnání potenciálu není povoleno. Přídavné systémové vodiče jsou připojeny dvěma způsoby:

• radiální (k jednomu samostatnému prvku – jeho vlastnímu vodiči);
• daisy-chain (pomocí souvislé čáry).

Připojení se provádí ve speciálně vyrobeném boxu pro vyrovnání potenciálu. Zde je několik odkrytých kovových částí připojeno ke společnému drátu. Minimální přípustné rozměry ochranných vodičů pro plochu průřezu fázového kabelu v m2. mm:

• menší nebo rovno 16 – stejné;
• větší než 16, ale menší nebo rovno 35 – 16;
• více než 35 je polovina této hodnoty.

Výše uvedené parametry jsou platné, pokud jsou ochranné a fázové vodiče vyrobeny ze stejných materiálů. Při použití měděných vodičů v kabelu systému DSUP je nejmenší průřez 2,5 metrů čtverečních. mm při použití mechanické ochrany a 4 mXNUMX. mm, pokud tam není.

O hlavním pozemním autobusu (GZSh)

Toto je jeden z hlavních prvků systému vyrovnání potenciálu. Navenek to vypadá jako kovová deska. Materiálem jeho výroby je měď nebo ocel; použití hliníku není povoleno. Zákaz je spojen s rozdílem v odporu při kontaktu s jinými kovy: v důsledku toho dojde k přehřátí, šrouby začnou vyhořet, upevnění slábne a uzemnění přestane fungovat. Průřez hlavního vodiče nesmí být menší než stejný parametr vodiče přívodního vedení. Dalším konstrukčním požadavkem je možnost rychlého odpojení/připojení jednotlivých vodičů. Postup by však měl být prováděn pouze pomocí speciálních nástrojů.

Kde je nainstalován GZSh a jeho označení?

Obvykle se jedná o hlavní vstupní box do budovy. Pokud je sběrnice instalována samostatně, místo by mělo být snadno dostupné pro údržbu a blízko vstupního zařízení. Při instalaci v místnostech, kam mají přístup pouze kvalifikovaní odborníci, může být GZSh v otevřeném stavu. Pokud je pneumatika umístěna na místech přístupných nepovolaným osobám, je nutné zajistit ochrannou skříňku, schránku uzamykatelnou klíčem. Zároveň je na dveře nalepena značka uzemnění na žlutém podkladu. Uvnitř musí být schéma zapojení. Budova s ​​několika vstupními zařízeními musí mít pro každé z nich samostatnou sběrnici. Všechny jsou navzájem propojeny samostatným vodičem. Příklad označení: GZSH-22-UHL4-TV. Vysvětlení a další možná označení:

• GZSh: hlavní uzemňovací sběrnice;
• první číslo znamená úsek – 1 – 3×30 mm, 2 – 3×40 mm, 3 – 4×40 mm;
• druhý je počet otvorů pro šrouby: 1 – 10, 2 – 15, 3 – 20;
• UHL – klimatické podmínky (v tomto případě odpovídají středu Ruska);
• poslední písmena označují výrobce a místo výroby: v tomto případě Tekhnoelektro, Voskresensk.

Bez ohledu na konstrukci pneumatiky jsou pro všechny produkty přijaty obecné provozní normy:

• rozsah provozních teplot: od minus 45 do plus 50 stupňů;
• vlhkost vzduchu: až 80 %;
• nadmořská výška: do 2000 m;
• nepřítomnost samovznětlivých plynových částic nebo par v místnosti, kde je instalován plynový štít;
• neagresivní prostředí: jinak může dojít k poškození spojů.

Při nákupu pneumatiky potřebujete znát vlastnosti produktu. Kromě rozměrů a průřezu je to maximální trvalý proud. Například pro sériový hlavní rám o průřezu 160 m3. mm tloušťka 20 mm, šířka 625 mm, maximální proud je 8 A. Sada obsahuje ocelové šrouby M25xXNUMX s maticemi a podložkami. Při objednávce uveďte počet požadovaných otvorů a preferovaný způsob upevnění k povrchu.