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:

1. Во многих современных зданиях с трубопроводными системами, выполненными из непроводящих материалов, эквипотенциальные связи не оказывают существенного влияния на условия электробезопасности;
2. 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;
3. 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;
4. 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.
5. 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

1. 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:
2. основной (магистральный) защитный проводник (РЕ- или PEN-npoводник);
3. 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.
4. Сечение главного проводника системы уравнивания потенциалов должно быть не менее половины наибольшего сечения защитного проводника установки, но не менее 6 мм². Однако не требуется применять проводники сечением более 25 мм² по меди или равноценное ему, если проводник изготовлен из другого металла.
5. 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.

1. В случае использования труб водопровода здания в качестве заземляющих или защитных проводников необходимо предусматривать шунтирование расходомеров при помощи проводника надлежащего сечения, в зависимости от того, используется ли он в качестве защитного проводника системы уравнивания потенциалов или проводника рабочего заземления.
2. Доступные прикосновению открытые проводящие части (ОПЧ) должны быть заземлены или занулены путем присоединения к защитному проводнику в соответствии с особенностями типов систем заземления.

К частям, подлежащим занулению или заземлению согласно 1.5.2. относятся:

1. корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, светильников и т. п. (см. также 1.5.13 — 1.5.19);
2. приводы электрических аппаратов;
3. вторичные обмотки измерительных трансформаторов (см. также 3.4.23 и 3.4.24 ПУЭ);
4. каркасы распределительных щитов, щитов управления, щитков и шкафов, а также съемные или открывающиеся части, если на последних установлено электрооборудование напряжением выше 25 В переменного тока или более 60 В постоянного тока;
5. металлические конструкции распределительных устройств, металлические кабельные конструкции, металлические кабельные муфты, металлические оболочки и броня контрольных и силовых кабелей, металлические оболочки проводов, металлические рукава и трубы электропроводки, кожухи и опорные конструкции шинопроводов; лотки, короба, струны, тросы и стальные полосы, на которых укреплены кабели и провода (кроме струн, тросов и полос, по которым проложены кабели с заземленной или зануленной металлической оболочкой или броней), а также другие металлические конструкции, на которых устанавливается электрооборудование;
6. металлические оболочки и броня контрольных и силовых кабелей и проводов напряжением до 25 В переменного тока и до 60 В постоянного тока, проложенных на общих металлических конструкциях, в том числе в общих трубах, коробах, лотках и т. п. Вместе с кабелями и проводами, металлические оболочки и броня которых подлежат заземлению и занулению;
7. металлические корпуса передвижных и переносных электроприемников;
8. электрооборудование, размещенное на движущихся частях станков, машин и механизмов.
1. Не требуется преднамеренно заземлять или занулять:
1. корпуса электрооборудования, аппаратов и электромонтажных конструкций, установленных на заземленных (зануленных) металлических конструкциях, распределительных устройствах, на щитках, шкафах, станинах станков, машин и механизмов, при условии обеспечения надежного электрического контакта с заземленными или зануленными основаниями;
2. конструкции, перечисленные в 6 п. 5, при условии надежного электрического контакта между этими конструкциями и установленным на них заземленным или занулеиным электрооборудованием. При этом указанные конструкции не могут быть использованы для заземления или зануления установленного на них другого электрооборудования;
3. съемные или открывающиеся части металлических каркасов камер распределительных устройств, шкафов, ограждений и т. п., если на съемных (открывающихся) частях не установлено электрооборудование или если напряжение установленного электрооборудования не превышает 25 В переменного тока или 60 В постоянного тока (исключение — см. гл. 7.3 ПУЭ);
4. корпуса электроприемников с двойной изоляцией;
5. металлические скобы, закрепы, отрезки труб механической защиты кабелей в местах их прохода через стены и перекрытия и другие подобные детали, в том числе протяжные и осветительные коробки размером до 100 см², электропроводок, выполняемых кабелями или изолированными проводами, прокладываемыми по стенам, перекрытиям и другим элементам строений.