Ставим коробку уравнивания потенциалов (КУП)

Проникшись информацией про разность потенциалов, можно приступать к освоению сложных, но только по звучанию, по факту там всё просто, материй — уравнивания и выравнивания потенциалов.

Уравнивание потенциалов — это дополнительная мера защиты от удара током, которая применяется в тех местах, где опасность выше: сырых и потенциально сырых помещениях, таких как ванная комната, подвал, гараж и тому подобных. Слово «дополнительная» означает, что основные меры защиты вы уже предприняли. Это защита проводки автоматами и защита людей заземлением.

Сделать уравнивание потенциалов довольно просто. Нужно установить в помещении, которое вы хотите особо защитить пластмассовую коробку (обычную распаечную), а внутри неё — распределительную шину, из тех, что ставят в щитки, рядом с автоматами. Достаточно будет шины на 8 контактов. Такая коробка будет отныне гордо называться «коробка уравнивания потенциалов» (КУП). К этой шине присоединяются одножильные провода, типа ПВ3 или ПуГВ, сечением 4 кв. мм или 2,5 кв. мм, если он будет спрятан в трубу или кабель-канал (см. ПУЭ, 1.7.127).

Далее эти провода присоединяются к:

  • чаше ванной (у неё должно быть для этого специально ушко, приваренное к днищу)
  • трубам холодной и горячей воды (и другим металлическим трубам) с помощью специальных хомутов, но только если они металлические, пластиковые присоединять бессмысленно
  • металлической сетке в стяжке пола (если она была вмурована на этапе ремонта, если нет — увы!)
  • смесителям, если вода в них подводится стальными или металлопластиковыми трубами, если проложены пластиковые — то смесители присоединять не нужно
  • металлическим корпусам светильников и других приборов, стоящих в этом помещении (например, стиральной машины)

В том случае, если на какую-либо железку случайно попадёт напряжение  (например, сосед-дурак «заземлится» на трубу холодной воды этажом выше) это же напряжение окажется на всём вокруг. Разности потенциалов не будет — напряжения не будет — током не ударит.

А теперь раскрою тайну, чем выравнивание потенциалов отличается от уравнивания.  Если вы присоедините к шине в коробке провод, далеко ведущий к заземляющей шине в общем щитке, вы получите уравнивание потенциалов — самый безопасный вариант, но неприменимый, если в вашем щитке нет нормального заземления. А если оставите всё как есть — соединённые вместе железки, не присоединённые к заземлению, это будет выравнивание потенциалов, тоже безопасный способ, но не идеальный.

В старых домах, «хрущёвках» и тому подобных, заземления нет, что бы вам не говорил профессиональный электрик Абдулла из управляющей компании. Поэтому в вашем распоряжении два способа защититься от удара током — установить устройство защитного отключения и/или собрать систему выравнивания потенциалов в ванной, подвале и прочих сырых помещениях.

Напряжение и потенциал — какая разница и зачем о ней знать?

Потенциал это способность физического объекта выделить энергию. Например, если мы поднимем яблоко, мы дадим ему потенциал, то есть способность выделить энергию при падении. Аналогично и с электричеством: есть проводники, которые имеют потенциал. Но, как и с яблоком важно уточнить — потенциал относительно чего?

У яблока это потенциал относительно уровня поверхности, на которую оно будет падать. Соответственно, количество энергии зависит от расстояния до точки его остановки. Чем выше поднимется яблоко, тем больнее оно ударит Ньютона по макушке.

Как ни странно, в обычных электропроводках всё точно так же: потенциал проводника «отсчитывается» от потенциала земли, к которой присоединёна нейтраль трансформатора на подстанции. Чем больше потенциал на проводе относительно земли, тем больше напряжение электрического тока, который потечёт через прибор, подключенный между ним и нулём (то есть землёй).

Вы спросите: «зачем всё это знать, можно ведь сказать просто «напряжение» и не забивать голову лишними мудрёными словами?» Дело  в том, что иногда разница есть и некоторые явления в проводке без её понимания просто никак не усвоить. Приведу пример.

Когда мы разбираем электронный прибор, питающийся от сети 220 Вольт, в него обычно встроен преобразователь, который понижает высокое напряжение сети в низкое, нужное прибору для работы. Это делается по-разному, но одно всегда неизменно: в преобразователь встроен трансформатор, физически разрывающий связь между высоко напряжённой частью схемы и всей остальной. Это делается с помощью превращения электрического тока в магнитный поток и обратно (кому интересно — прошу в Википедию).

Этот разрыв нужен для безопасности. А почему это так, можно понять, если представить себе прибор, в котором этот физический разрыв отсутствует. Про такой прибор говорят, что он имеет «гальваническую связь» с сетью 220 Вольт. В таком неправильном приборе, на любом проводочке и контакте будет напряжение от 100 до 220 Вольт относительно земли и 5/12 Вольт относительно других контактов в приборе.  Это значит, что если до них дотронуться, ударит вас так же, как если бы вы засунули гвоздь в розетку.

Образно выражаясь, одно и то же яблоко, может упасть как на метр вниз, так и на 50 метров, находясь изначально на одном и том же уровне. Последствия от падения, разумеется, будут очень разными. Поэтому всегда помните — важно не то, что показывает вольтметр, а то, между чем пойдёт ток. Если вы стоите на земле или другой поверхности, связанной с землёй, напряжение, под которое вы попадёте будет равно разности потенциалов между проводом, до которого вы дотрагиваетесь и потенциалом земли, которая, кстати тоже может иметь потенциал относительно чего-нибудь ещё.

Зная это можно ещё раз, более глубоко определить суть заземления: выравнивание потенциалов между заземляемой железкой и землёй. Нет разности потенциалов — нет напряжения — нет удара током. Всё безопасно.

 

 

 

Инструменты для работ по электрике

Что я беру, если нужно ехать в глушь, монтировать проводку в чьём-то доме, без удобных магазинов, типа «Леруа-Мерлен» под боком? Достаточно много оборудования, чтобы появилась необходимость в личном транспорте. Если у вас нет своей машины — позовите друга, пусть довезёт вас «до точки» и заберёт обратно. Иначе — никак. Почему? Давайте посмотрим, что нужно взять на такой случай и этот вопрос отпадёт сам собой.

Стол для разделки кабеля и резки. Это может быть профессиональный складной верстак или бабушкин раритет с чердака, неважно — стол должен быть. Резать провода на коленке или новеньком паркете (подоконнике) — сомнительное удовольствие. Это просто непрофессионально и крайне неудобно.

Хороший нож для снятия изоляции и мелких разрезов, где доставать ножовку нерационально, например при вырезании «окошек» в стенках распаечных коробок и розеток. У него должно быть толстое, острое лезвие и нескользящая ручка. Можно использовать так называемый «сапожный» нож или выдвижной нож с широким (25 мм) лезвием, более узкие легко гнутся и не возьмут пластик или толстую изоляцию.

Специальные ножницы для отрезания кабеля + клещи для снятия изоляции с жил. Вроде бы лишний вес: всё то же можно сделать пассатижами и простым ножом, но когда количество отрезок кабеля и зачисток переваливает за сотню, экономия времени получается радикальная.

Обычный слесарный инструмент: отвёртки, пассатижи, кусачки, можно купить готовый набор, который вам понравится. Неплохо иметь также набор рожковых ключей, комбинированных, где с одной  стороны рожки, а с другой — накидная головка. Не забудьте про молоток, не меньше 500 грамм весом!

Ножовки по дереву и металлу — по одной штуке. Можно обойтись одной ножовкой по металлу — другой, на электромонтажных работах я пользуюсь очень редко.

Перфоратор с насадкой под обычные свёрла + аккумуляторный шуруповёрт. Хорошо работает Makita — они не очень дорогие и при этом долговечные.

Удлинитель на 50 метров (катушка) + переносной прожектор на подставке. Налобный фонарь это хорошо, но иметь нормальную подсветку это бесценно.

Перчатки, пакеты для мусора, аптечку (с йодом, пластырем, бинтами и аспирином) и защитные очки. Кроме этого, нелишней будет индикаторная отвёртка, для проверки напряжения на жилах, где оно по какой-то причине может появиться. Безопасность прежде всего!

Расходники, вроде свёрл, шурупов, дюбелей, клемм и прочего не упоминаю, они закупаются под конкретный проект.

Как соединять провода

Под «проводами» я имею в виду как провода, так и жилы кабелей, которые, по сути являются теми же проводами. Итак, поехали.

1)  Соединение скруткой. Самый древний и интуитивный способ соединить провода. Плюсы — нулевая стоимость, простота выполнения. Минусы — непредсказуемое качество контакта. Для низких напряжений, мягких проводов и малых токов (меньше 1 Ампера) — подходит, для всех прочих случаев — сомнительно. Категорически нельзя скручивать медные провода с алюминиевыми и многопроволочные с цельными. Ну и вообще, в проводке 220 Вольт скрутки лучше не практиковать, это прошлый век и лотерея.

2) Соединение винтовыми клеммами — зажимами, в которых жилы прижимаются закручивающимся винтом (или болтом). Более продвинутый способ соединения, можно соединять цельные медные провода, но нежелательно соединять алюминиевые (быстро теряется контакт) и многопроволочные (нужно обжимать наконечником или лудить). Плюс ещё один минус — раз в год, а лучше раз в полгода нужно подкручивать винты, иначе они постепенно раскручиваются и контакт ухудшается: начинается нагрев и, в самых запущенных случаях происходит возгорание.

3) Соединение пайкой или сваркой. Вариант для фанатов и ценителей, требует оборудования, занимает много времени, но весьма надёжен (если всё сделать правильно). Идеально для соединений в местах, куда трудно потом будет попасть, на многие годы, в том числе на улице и под землёй. А вообще — экзотика для профессионалов.

4) Соединение пружинными клеммами («клеммы Ваго», «зажимы Ваго») это самый передовой способ соединения проводов, но и самый дорогой. Покупать дешёвые аналоги немецких клемм категорически не рекомендую. Фирмы WAGO и Weidmuller производят клеммы на все случаи жизни и для любых вариантов проводов: медных и алюминиевых, гибких и жёстких, толстых и тонких. Идеальный вариант для любителей и профессионалов, которые ценят своё время. Контакт получается надёжный и совершенно не требует обслуживания: соединил и забыл.

Каким должно быть заземление?

Правильное заземление — это «блюдо», которое достаточно просто приготовить. Нужно лишь взять правильные ингредиенты и заручиться поддержкой нормативных документов, которые написаны умными людьми. Итак, приступим!

  1. Правильный заземлитель. Заземлитель — это такая железка, которая закапывается в землю, чтобы обеспечить хорошее «втекание»  уравнивающего тока (про который я рассказал в предыдущей статье) . Согласно правилам устройства электроустановок (ПУЭ 7), размер этой железки не должен быть меньше, чем указано в таблице ниже:

Это нужно соблюдать для того, чтобы металл заземлителя, который в любом случае будет ржаветь под землёй «продержался» положенное время — 20 или 30 лет, смотря через сколько вы планируете обновлять электрику.

Кроме размера заземлителя, нужно обеспечить их достаточное количество. Дело в том, что одной железки может не хватить для полноценного заземления, которому требуется не больше 30 Ом сопротивления, чтобы выполнять свои функции (ПУЭ 7, 1.7.103). Заземлители с большим сопротивлением просто не смогут отвести напряжение от неисправного прибора и тот будет ощутимо «биться током».

В Сети есть методики расчёта, но примерно можно руководствоваться правилом — два-три заземлителя длиной 2,5 метра, вкопанные не ближе 2,5 метров друг от друга и соединённые стальной полосой с помощью сварки.

Есть ещё один очень выгодный вариант — присоединиться к фундаменту, если он у вас сплошной, а не столбчатый. Для этого нужно найти кусок арматуры, торчащий из бетона и соединенный с внутренней обвязкой фундамента и привариться к нему. Как правило, ленточные фундаменты имеют достаточно низкое сопротивление растеканию тока, чтобы служить полноценными заземлителями.

2. Правильные провода. От заземлителя к распределительному щитку нужно провести медный провод сечением не меньше 10 мм2 (ПУЭ 7, 1.7.117), чтобы он с запасом  выдержал любой уравнивающий ток, даже большой, на случай серьёзных неисправностей. Для удобства его лучше пометить жёлто-зелёным цветом на концах или просто взять провод с изоляцией такого цвета.

В щитке этот провод прикручивается к отдельной заземляющей шине, к которой прикручиваются все заземляющие жилы кабелей, отходящих к розеткам, светильникам и приборам.

3. Правильный монтаж. Заземляющие провода на всём протяжении, от заземляющей шины в щитке до каждой из розеток, не должны размыкаться выключателями. Соединять их клеммами, вопреки распространённому мнению, можно (ГОСТ Р 50571.10-96, 543.3.3).

В заключение хочу сказать, что заземление — не гарантия безопасности, а лишь одна из мер по её обеспечению. В дальнейшем я рассмотрю прочие, не менее важные вопросы касательно безопасного электричества.

Заземление, зануление и ноль — как их отличить?

Заземление, как понятно из самого этого слова, это преднамеренное (то есть не случайное) соединение чего-либо с землёй, то есть почвой. Как это работает и почему это имеет смысл делать?

Главное, что нужно понять, это то, что почва тоже проводит электричество. Конечно, она проводит его намного хуже, чем медный провод, но если учесть огромную толщину грунта, насыщенного водой (сухой песок ток не проводит), он вполне может служить «запасным» проводником, выполняющим функции нулевой жилы в проводке.

Нулевая жила это та жила, по которой ток «возвращается» к источнику питания, например генератору или трансформаторной подстанции, после выполнения полезной работы в приборах и светильниках. Напряжения на ней нет, потому что на подстанции и ещё в нескольких местах нулевой провод соединён с землёй. Именно поэтому и работает заземление.

В тот момент, когда ток с фазного провода (на котором есть напряжение 220 Вольт) попадает куда не следует, скажем, на корпус стиральной машины, из-за треснувшей изоляции, события будут развиваться по двум сценариям.

Если корпус стиральной машины не соединён с землёй или соединён неправильно (как правильно — рассмотрим в следующей статье), напряжение на корпусе никуда не денется. И в тот момент, когда кто-нибудь его коснётся, оно пройдёт через тело человека в землю (через тапки, паркет и бетонную коробку здания). Приятного мало.

Но если мы предварительно присоединили корпус машинки к земле, в тот самый миг, когда на нём появится напряжение, возникнет так называемый «уравнивающий ток». Напряжение превратится в ток, текущий через землю обратно на подстанцию и снизится до неощутимых нескольких Вольт. Так и работает заземление.

Термин «зануление» сбивает многих людей с толку. Некоторые даже считают, что это особая, отличная от заземления схема защиты. Но в реальности это точно то же самое, что и заземление. Просто устаревший термин родом из СССР.