ВНУТРЕННЯЯ МОЛНИЕЗАЩИТА. Часть 1 (уравнивание потенциалов)

В предыдущих публикациях обсуждалась установка системы внешней молниезащиты. Входящие в ее состав молниеприемники, токоотводы и заземление призваны надежно защитить ваш загородный дом или любой другой объект от прямого удара молнии.

Но молния дама коварная и может проникнуть даже в защищаемое внешней молниезащитой помещение с «черного хода» посредством заноса высокого потенциала и наведенного напряжения. При этом они могут «добраться» до вашего дома с расстояния 2 км и более от места удара молнии. Для предотвращения подобного разрушительного воздействия в помещениях устанавливается внутренняя молниезащита.

ЗАНОС ВЫСОКОГО ПОТЕНЦИАЛА

Ударяя или стекая в землю разряд молнии не исчезает моментально в одной точке, а начинает растекаться, выбирая пути с наименьшим электрическим сопротивлением. Такими путями вполне могут оказаться идущие к дому проводящие коммуникации: трубы водопровода, газоснабжения, канализации, кабеля, и т.д. Это может быть даже пластиковая труба, по которой течет обладающая высокой проводимостью вода, или заземлитель заземляющего устройства.

Также разряд молнии может непосредственно попасть в ведущие в здание расположенные на земле металлоконструкции (те же трубы), провода воздушных линий электропередач или связи и т.д. Результатом будет занос высокого потенциала минуя внешнюю молниезащиту и появление на различных металлических конструкциях в доме разности потенциалов. Такое развитие событий особенно опасно для электрообуродавания.

Если, например, в момент заноса высокого потенциала по трубопроводу стоя на неизолированном полу дотронуться до металлического крана, то за счет разности потенциалов можно оказаться под действием довольно высокого напряжения. Однако, поскольку длится подобное воздействия миллисекунды, для находящихся в доме людей вероятность получения электротравм ничтожно мала. А вот для электрооборудования импульс перенапряжения в несколько десятков киловольт и длительностью около 60 миллисекунд может быть «смертельным».

Борются с этим вторичным эффектом разряда молнии путем уравнивания потенциалов всех проводящих электричество элементов в здании. При этом созданная эквипотенциальная поверхность не препятствует заносу высокого потенциала, а уравнивает потенциалы различных проводящих конструкций. То есть потенциал повысится, но останется везде одинаковым – нет разности потенциалов и нет опасных токов и искр из розеток. Уравнивание потенциалов защищает также и от поражения электротоком в случае повреждении изоляции электрооборудования.

Есть еще такое понятие как выравнивание потенциалов, которое заключается в уменьшении посредством защитных проводников разности потенциалов на поверхности земли или пола (то есть шагового напряжения). В случае защиты от удара молнии это достигается правильной организацией молниезащитного заземления.

СИСТЕМА УРАВНИВАНИЯ ПОТЕНЦИАЛОВ

Организуемая в доме система уравнивания потенциалов согласно «библии» электрика ПУЭ должна объединять:

• входящие в здание металлические коммуникации (трубы водоснабжения, канализации, газоснабжения и т.д.);
• при системе заземления типа TN - PEN проводник или нулевой защитный PE проводник;
• при системе заземления типа TT - заземляющий проводник;
• изготовленные из металла элементы каркаса здания, систем кондиционирования воздуха и вентиляции (если устройства вентиляции кондиционирования воздуха обособлены, то они соединяются с шиной РЕ того распределительного щита, от которого организовано их питание);
• при наличии телекоммуникационных кабелей – их металлические оболочки;
• заземляющий проводник от повторного заземления на вводе в дом воздушной линии электропередач;
• заземляющее устройство молниезащитного заземления объектов ІІІ класса защиты, к которому относятся жилые дома.

Некоторые пояснения по поводу систем заземления TN и TT. При электроснабжении загородных домов с использованием воздушных линий электропередач применяется дешевая и простая в монтаже система заземления трансформаторной подстанции и электрооборудования потребителя TN-C. В этом случае к вводно-распределительному устройству (щиту) в доме идут два провода – фазный и объединенный защитный и рабочий нулевой РЕN. Эта система сегодня не соответствует действующей редакции ПУЭ и в новых многоэтажных домах уже не применяется.

А вот в частном доме ее модернизация ложится на плечи владельца. Но в то же время, сделав в доме защитное заземление, он может выбирать между системами TN-C-S и TT, чего лишены городские жители.

При варианте модернизации TN-C в TN-C-S совмещенные в РЕN проводник защитный и рабочий нули разделяются в вводно-распределительном устройстве (ВРУ) дома на отдельные рабочий N и защитный РЕ.

Осуществляется это следующим образом: в щите устанавливаем отдельные две (четыре) изолированные шины и одну, имеющую электрический контакт с корпусом щита. К одной (трем) из изолированных шин подсоединяем фазный проводник, к неизолированной шине подключаем входящий РЕN и соединяем эту шину перемычкой с оставшейся изолированной шиной, разделяя, таким образом, рабочий и защитный нули. Корпус щита соединяем проводником с заземлителем, обеспечивая таким образом повторное заземление на входе. Подобное разделение может также осуществляться во вводном устройстве (ВУ) на электроопоре или возле дома.

При организации системы заземления ТТ и фазный и РЕN проводники подключаются к изолированным шинам. Второй внутри дома будет использоваться как нулевой рабочий проводник N. Защитный нулевой проводник РЕ в этом случае связан через неизолированную шину и заземленный корпус ВРУ с индивидуальным и электрически независимым от заземления трансформаторной подстанции заземляющим устройством. Проблемой в случае самостоятельной организации такой системы заземления является ее легализация – т.е. необходимость получения разрешения от соответствующих служб.

Конструктивно система уравнивания потенциалов состоит из соединенной с заземляющим устройством главной заземляющей шины (далее ГЗШ), к которой присоединяются провода, объединяющие включаемые в систему элементы.

ГЗШ может устанавливаться, как внутри ВРУ (ВУ), так и отдельно  - неподалеку в доступном для обслуживания месте. В первом варианте в качестве ГЗШ используется шина нулевого защитного проводника РЕ. В этом случае шина РЕ  выполняет функции как по соединению защитного нуля питающей входящей линии с РЕ проводниками распределительной сети дома, так и присоединения отдельных токопроводящих конструкции и заземлителей.

Во втором варианте ГЗШ используется только для присоединения входящих в систему уравнивания потенциалов токопроводящих элементов и заземлителей. С шиной РЕ она соединяется проводником с проводимость не ниже чем у входящего РЕ (РЕN) проводника. Отдельно расположенная ГЗШ должна иметь площадь сечения не меньше чем у РЕ (РЕN) проводника питающей входящей линии. К тому же ее необходимо защитить от возможности случайного прикосновения.

Для ГЗШ используется медь, допускается сталь, но алюминий запрещен. Входящие в дом коммуникации как можно ближе к точке входа соединяются с ГЗШ при помощи отдельных проводов. То есть от каждого элемента (труба, оболочка антенного кабеля и т.д.) к ГЗШ идет отдельный провод, без последовательного подключения «по дороге» токопроводящих частей других конструкций.

На шине каждый соединительный провод имеет отдельное соединение и крепится они с условием возможности отсоединения любого их них и при этом не вручную, а только с использованием инструментов. Поэтому провода оконцовывают и закрепляют при помощи болтового соединения с использованием гроверных шайб. К токопроводящим конструкциям соединительные провода могут крепиться при помощи сварки, болтовых соединений, клеммных зажимов. Для труб используются хомуты, который или сами имеют соединительную клемму или прижимают провод к трубе.

Соединительные провода должны иметь желто-зеленую маркировку и бирки с указанием присоединяемого элемента. Одно из основных требований, предъявляемых к этим проводникам – это непрерывность. Поэтому для них необходимо использовать цельные отрезки проводов и кабелей – без скруток, петлевых соединений и самодельной запрессовки в медной трубке.

В помещениях с повышенной опасностью поражения электрическим током, таких как ванная, душевая, сауна или кухня, устанавливается дополнительная система уравнивания потенциалов. В этом случае внутри помещения устанавливается коробка уравнивания потенциалов (КУП) открытого или скрытого монтажа с уровнем защиты IP 54 и выше.

В этой коробке расположена клеммная колодка к которой присоединяются соединительные проводы от всех доступных прикосновению токопроводящих элементов: металлические ванна и раковина, душевой поддон, трубы водопровода,канализации и отопления, экранирующая оболочка нагревательного кабеля теплого пола и т.д.

В случае установки пластиковых труб водоснабжения и канализации, к системе уравнивания потенциалов подсоединяют металлические смесители и краны. Также к шине КУП  подключаются и РЕ проводники всего установленного в помещении электрооборудования, включая штепсельные розетки. Сама же клемма в КУП присоединяется к шине РЕ этажного или главного распределительного щита в доме.

Все изложенное выше представляет собой краткий обзор с целью изложения основ для общего понимания принципов работы системы уравнивания потенциалов и убеждения в необходимости ее установки в вашем загородном доме. Если вы не профессиональный опытный электрик, то для самостоятельного проведения монтажных работ вам необходимо будет ознакомиться с действующими нормативами, нормами, требованиями и самостоятельно рассчитать потребность и закупить комплектующие (необходимого сечения и длины провода, проводники, шины, клеммы и т.д.) да еще и выполнить монтажные работы.

Поэтому правильнее будет заключить договор с соответствующей фирмой, а почерпнутая из статьи информация позволит вам в достаточной мере грамотно оценить предлагаемый проект и уровень профессионализма выполняемых работ.