Электробезопасный частный жилой дом и дача | Новости строительства в мире

26.08.2017
 

Электробезопасный частный жилой дом и дача. Часть 1.

Уважаемый читатель! Необходимо признать тот факт, что в частном жилом секторе и особенно в дачных домиках сложилась крайне неблагоприятная ситуация в плане электро- и пожаробезопасности. Нарушения носят прямо-таки масштабный характер.

Особенно удручает тот факт, что и сами профессиональные электрики, и инженеры-электрики порой сами не понимают и не знают те или иные положения ПУЭ и других нормативных документов. Цель данной статьи — помочь как электрикам, так и владельцам жилых домов правильно выполнить те или иные работы.

Рассмотрим все опасности, которые могут подстерегать людей и дом от электричества.

1. Прямое прикосновение к фазе человека.

2. КЗ (короткое замыкание) между фазой и нулем.

3. Повреждение изоляции фазного провода с последующим замыканием его на металлический корпус электроустановки (на ОПЧ открытые проводящие части.

4. Появление на вводе в дом повышенного напряжения (до 380в) в результате аварии на ВЛ (воздушной линии.

5. Занос высокого потенциала с земли по металлическим трубам канализации, водо- и газоснабжения и другим СПЧ (сторонним проводящим частям.

6. Прямой удар молнии в дом.

7. Занос высокого потенциала по проводам ВЛ в дом при грозах.

В данной работе мы рассмотрим первые четыре случая. На рис. 1 — 8 показаны 54 возможных варианта попадания человека под напряжение, которые при определенных обстоятельствах могут привести к электротравме . Некоторые из них по сути одно и то же, но мы не будем их пока объединять для большей наглядности.

Итак, мы имеем жилой дом, который, как правило, запитан от воздушной линии и в котором нет сторонних проводящих частей ( СПЧ), а из электроприборов только АВ (автоматический выключатель), пара розеток и светильник. Знакомая ситуация, не правда ли? Число аварийных ситуаций в данном случае будет три. Первая из них это когда человек коснулся рукой фазного провода (см, рис. 3 №18). Здесь возможна смертельная электротравма.

Вторая аварийная ситуация это когда в дом пришло от ВЛ повышенное напряжение (до 380в) в результате аварии на линии. Это сразу вызовет перегорание ламп освещения. Стеклянная колба лампы может и взорваться с последующим разбрызгиванием раскаленной спирали на горючие вещества, что может привести к пожару. Этого не случится, если лампочка находится в защитном плафоне. Ну и третий случай КЗ в электропроводке. Здесь должен сработать АВ, который обесточит дом.

Какие контрмеры здесь можно предпринять? В первом случае вас с вероятностью 95% может спасти УЗО (устройство защитного отключения). Правда, вас при этом может тряхнуть током. Во втором случае установить на вводе реле контроля напряжения (РКН) . которое при превышении напряжения на вводе в дом больше 240в отключит электропитание в доме. В третьем случае, как я и написал, выручит АВ (если он правильно выбран.

Идем дальше. Подключим к розетке, например, холодильник. Тогда добавится аварийная ситуация № 15. Но если мы, как и ранее, установили УЗО, то мы устраним и эту проблему. Правда, при этом вас может трясти током, но с вероятностью 95% вы останетесь живы.

Идем дальше. Рядом с холодильником, в пределах досягаемости рук человека, вы поставили еще какой-либо электроприбор с открытыми проводящими частями (ОПЧ). Тогда добавляется еще аварийные ситуации № 1 и 8. Если есть УЗО, то вас тряхнет током, и с вероятностью 95% вы останетесь живы. Не забудем также, что в любой момент на вводе в дом может появиться напряжение до 380в, и если вы не установили реле РКН, то ваш холодильник и рядом стоящий электроприбор могут перегореть и даже воспламениться, что приведет к пожару в доме.

Идем дальше. Ура, наконец-то в ваш дом завели металлическую трубу водоснабжения. То есть теперь у вас в доме есть СПЧ (сторонняя проводящая часть) . Это добавит вам еще аварийную ситуацию №21 и №27 (например, пусть это будет стиральная машина недалеко от крана с водой). Далее, если на эту СПЧ попадет фаза, то вы получите еще аварийные ситуации №15, 16, 22. В общем, ситуация по мере установки дома различных электроприборов и СПЧ может очень сильно усложниться, что видно из рисунков 2 8.

Вот вы и пришли к вполне обоснованному выводу: а на кой ляд мне все это надо? Каждый раз думать тряхнет? Убьет? Пожар? Проблему надо решать кардинально! Какой тут есть выбор? Согласно ПУЭ, сделать в жилом доме систему электропитания TN C S или ТТ . А какую из них выбрать? Согласно ПУЭ, если нет возможности обеспечить электробезопасность в системе TN C S то следует делать систему ТТ.

Чем обеспечивается электробезопасность системы TN C S.

Вся защита в системе TN C S строится на срабатывании автоматического выключателя (АВ) за счет больших токов замыкания на PE- проводник. Отсюда высокие требования к качеству и надежности к PE и PEN проводников, через которых осуществляется связь с источником питания. Сейчас многие специалисты склоняются к тому мнению, что если воздушная линия от трансформаторной подстанции выполнена самонесущими изолированными проводами (СИП) . то можно утверждать, что мы имеем «качественный» PЕN -проводник.

Здесь подразумевается тот факт, что в случае повреждения проводки воздушной линии, выполненной СИП, если она и рвется, то рвутся сразу все проводники, и фазные, и PEN -провод. Если же ВЛ выполнена одножильными проводами, то в случае ее повреждения вероятность обрыва только PEN-провода очень высока. В этом случае (обрыв PEN- провода на линии) на вводах в жилые дома возможно появление повышенного напряжения (до 380в), и возможно появление на ОПЧ электрического оборудования высокого напряжения при определенных обстоятельствах.

То есть система TN C S не обеспечивает в данном случае необходимый уровень электробезопасности, и мы, согласно ПУЭ, должны выполнить электроснабжение жилого дома по системе ТТ. Различия между системой ТТ и системой TN-C-S видно из рис.9.

Рис. 9. Системы TT и TN-C.

В системе ТТ PEN проводник не разделяется на два проводника (на РЕ и N проводники) — в ней он используется только в качестве N провода, а РЕ проводник делается уже по месту, путем устройства около дома ЗУ (заземляющего устройства) и от этого ЗУ берутся РЕ проводники.

В системе TN-C-S PEN проводник используется уже в качестве и N и PE проводников, для чего на вводе PEN провода в дом его разделяют на РЕ и N провода. В добавок к этому PEN провод еще дополнительно заземляют возле дома к предварительно сделанному ЗУ (Выполняют повторное заземление PEN провода.

Итак, мы вышли из дома на улицу и взглянули на ВЛ, от которой запитан наш дом. Если сама ВЛ (а не наше ответвление к вводу) выполнена отдельными проводами — все, надо делать систему ТТ. Если это не так, и проводка ВЛ сделана СИПом, то надо убедиться, что СИП тянется от самой трансформаторной подстанции до вашего дома (то есть убедиться, что от ТП до вашего дома невозможен обрыв только PEN- провода). Если дальше от столба, от которого сделан ввод в ваш дом, идет ВЛ с отдельными проводами, то это не должно вас волновать (за исключением, если линия не закольцована надо убедиться, что этот случай исключен.

Итак, мы убедились, что от ТП до вашего столба идет ВЛ, выполненная СИПом. Тогда надо делать систему TN C S. При этом не забыть, что если ответвление к вводу в ваш дом выполнено отдельными проводами — то заменить их тоже на СИП. (Это лучший из возможных вариантов.

А теперь давайте посмотрим все варианты, при которых человек может получить электротравму. Эти варианты показаны на рис. 1 8. Всего их 54. Некоторые из них по сути одно и то же, но для наглядности не будем их объединять. Как их устранить? Для этого, согласно ПУЭ, мы должны выполнить ОСУП (основную систему уравнивания потенциалов) по п. 1.7.82. А при необходимости — и ДСУП (дополнительную систему уравнивания потенциалов) по п.1.7.83. Попутно заметим, что согласно ПУЭ 7.1.88 для ванной и душевых помещений ДСУП является обязательной.

Если выполнить ОСУП и ДСУП (то есть установить перемычки между открытыми проводящими частями (ОПЧ), между ОПЧ и сторонними проводящими частями (СПЧ) и заземлить ОПЧ и СПЧ, то при анализе аварийные ситуации №1 17 и №19 54 (см. рис. 1 8) будут сведены только к напряжению шага ( Uш 0). Проблема с напряжением шага решается выполнением качественного заземляющего устройства (ЗУ) и обустройстве его в малопешеходном месте. Ав. сл. №18 решается применением УЗО на 30 мА.

Попутно заметим, что при ударе молнии в землю даже вдалеке от вашего дома по металлическим трубам холодной воды, трубам канализации и газоснабжения может быть занос в дом высокого напряжения. Тогда вероятны случаи №46, 47, 48, 51, 52. Избавиться от таких напастей возможно только, установив на их вводе в дом изолирующей вставки, которые не дадут молнии пройти в дом. Но при этом все СПЧ, которые остались внутри дома, мы все равно должны подключить проводниками к шине РЕ щитка (то есть опять заземлить.

Подведем некоторые итоги. Все, что мы сделали выше — это выполнили требования ПУЭ по созданию Основной Системы Уравнивания Потенциалов и Дополнительной Системы Уравнивания Потенциалов, то есть почти все аварийные ситуации мы свели на нет (при помощи необходимых перемычек, УЗО и РКН). Остались проблемы с напряжением прикосновения и напряжением шага.

Проблемы с напряжением шага решаются грамотно выполненным заземляющим устройством (ЗУ) . Проблемы с напряжением прикосновения решаются правильным выбором и расчетом автоматического выключателя (АВ). При правильно выбранном автоматическом выключателе, напряжение прикосновения длится очень короткое время (0,4 сек при 220 в согласно ПУЭ). Считается, что это допустимо по условиям электробезопасности.

В конце этой главы необходимо дать пояснения что такое ОСУП и ДСУП.

ОСУП — это Основная Система Уравнивания Потенциалов. Для чего она ОБЯЗАТЕЛЬНО нужна.

ОСУП — это главный охранник вашего дома от внешней среды. Все металлическое, что приходит в Ваш дом извне, несет потенциальную угрозу так как по этим железякам любой ток может проникнуть в дом и натворить кучу бед. Например, удар молнии в землю, где проложена металлическая труба вашего водопровода, даже за километр от вас и все молния по этой трубе сразу заскочит в дом. Поэтому основная задача ОСУП — направить все эти напасти в землю уже прямо на входе их в дом и не допустить что бы они разбежались по всему дому. Для этого все железо, входящее в дом прямо на входе соединяется с ОСУП а она в свою очередь соединяется с землей.

В системе TN-C-S к ОСУП подключен и PEN проводник питающей ваш дом ВЛ (говорят что выполнено повторное заземление PEN провода на вводе в дом). Для чего это делается? Так как напряжение на PEN проводнике в идеале всегда должно быть равно нулю то любое повышение на нем напряжения в процессе эксплуатации должно сразу ликвидироваться, поэтому соединяя его с землей мы и добиваемся этого.

Технически делается ОСУП путем выполнения Главной Заземляющей Шины к которой подсоединяются все железяки входящие в дом, PEN проводник питающей ВЛ и конечно само зазeмляющее устройство. Если есть молниеотвод то он подключается напрямую к заземляющему устройству (нечего молнии даже на мгновение заходить в дом).В частном жилом доме роль Главной Заземляющей Шины выполняет РЕ шинка щитка.

Теперь поговорим о ДСУП. Пока ОСУП охраняет ваш дом в целом, ДСУП охраняет только конкретные помещения в доме. В жилом доме постоянно что то перестраивается, ремонтируется и так далее. Кто то при этом меняет металлические трубы на пластиковые кто то нет и пр.

Многие связи с ОСУП при этом теряются где то в глубине дома и отследить все эти изменения невозможно, поэтому ПУЭ требует в особоопасных помещениях еще и ДОПОЛНИТЕЛЬНУЮ СИСТЕМУ УРАВНИВАНИЯ ПОТЕНЦИАЛОВ (ДСУП). В жилых домах ванные и душевые как раз относятся именно к таким помещениям.

В добавок к тому что в ванной находятся трубы водоснабжения, канализации, отопления и других сторонних проводящих частей (СПЧ), в ней могут устанавливаться различные электроприборы с открытыми проводящими частями (ОПЧ) на которых в любой момент может присутствовать фаза от различных неисправностей в этих электроприборах. Вероятность электротрамвы здесь резко увеличивается.

Задача ДСУП — не допустить этого. Каким образом это можно осуществить? Если мы соединим все потенциально опасные железяки в ванной вместе, сюда же соединим все потенциально опасные открытые проводящие части электрооборудования (ОПЧ) и на этом остановимся, то нас ждет горькое разочарование. Мы получили в итоге МЕСТНУЮ систему уравнивания потенциалов которую ПУЭ запрещает делать в ванной ( ПУЭ п.1.88.

В чем здесь дело? А дело в том что объединив все что есть мы не дали возможность току, если появится напряжение на этой МЕСТНОЙ системе уравнивания потенциалов стечь в землю. Прикоснувшись рукой к такой Местной системе уравнивания потенциалов ток с радостью устремится в землю но уже через ваше тело по цепи рука ноги — токопроводящий пол — земля (надеется на то что он стечет по какой ни будь заземленной сторонней проводящей части и тому подобное не следует так как в любой момент эти связи с землей могут быть нарушены). Самое надежное в такой ситуации -это выполнить требования ПУЭ то есть соединить отдельным проводником местную систему уравнивания потенциалов с РЕ шиной (считай с землей) вашего щитка.

1. Если в вашем доме сделана система TN-C-S и есть ванна, то нужно обязательно делать ДСУП, при этом ДСУП должна быть подключена к РЕ- шине на вводе в квартиру (в вашем квартирном щитке.

2. То же самое, если в вашем доме сделана система ТТ.

3. Если в вашем доме сделана двухпроводная проводка (старый жилой фонд), то делать ДСУП нельзя. Такая ДСУП, не подключенная к РЕ шине, называется МЕСТНОЙ системой уравнивания потенциалов что, ПУЭ в п.7.1.88 запрещает делать (вероятность заноса со стороны потенциала в этом случае резко увеличивается, а путей для стекания его нет). Однако, cделать перемычку между металлическим корпусом ванны и металлической трубой подводящей воду в ванну (а если подводящая труба из пластика-то с самим краном) необходимо. Это устранит некоторые аварийные ситуации, но не все из возможных.

Рис. 10 Аварийные ситуации в ванной.

На рис.10 показано, что установив такую перемычку мы свели все возможные авариные ситуации только к одной когда ток идет через тело человека по цепи: ванна (металлическая труба, кран) — рука — ноги — токопроводящий пол — земля. Эту авараийную ситуацию возможно устранить только сделав заземляющее устройство (ЗУ) и подключить к нему местную систему уравнивания потенциалов (или заходя в ванну одевать резиновые сапоги). Ситуация в ванной еще более ухудшается если установлена стиральная машина.

Поэтому рекомендую для тех у кого сложилась такая ситуация незамедлительно.

1.Установить перемычку между металлическим корпусом ванны и металлической трубой водоснабжения (если пластиковая труба-то самим краном.

2.Установить УЗО на 30 мА на вводе в дом.

3.Установить реле РКН на вводе в дом.

Это то что уже можно сделать прямо сейчас, но не спасет от всех аварийных ситуаций, поэтому все равно придется делать ЗУ. После того как вы сделаете ЗУ то выполните ДСУП в ванной в ее окончательном виде и ОСУП. Потом можно найти время и переделать электропроводку в доме на 3-х проводную.

Очень хорошие рекомендации, как выполнить ДСУП, см. приложения- Технический циркуляр № 23/2009 «об обеспечении электробезопасности и выполнении системы дополнительного уравнивания потенциалов в ванных комнатах, душевых и сантехкабинах.» Попутно обратите внимание на п.8 и п.6 этого циркуляра. Из п.8 следует что если ввод в дом водопровода выполнен из пластиковой трубы которая не имеет токопроводящую вставку подключенной к ОСУП то кран в ванной надо считать сторонней проводящей частью (СПЧ) и его следует подключить проводом к ДСУП (даже если он установлен на пластиковую трубу.

И еще. В ванной комнате нельзя произвольно устанавливать электроприборы, розетки и тому подобные вещи.

Все здесь строго регламентируется. Поэтому обязательно прочитайте документ, который я дал в приложении ГОСТ Р50571.11-96 »Электроустановки зданий. Часть 7.Требования к специальным электроустановкам. Раздел 701.Ванные и душевые помещения.

И еще одно замечание. Очень часто в ванной устанавливают розетку с заземляющим контактом. Попутно замечу, что она должна устанавливаться в зоне 3, то есть не ближе 0.6 м. от корпуса ванны. Так как к такой розетке идут три провода фаза, ноль и защитный РЕ -проводник, который подключен к РЕ- шине щитка, то многие, не мудрствуя, подключают к нему ДСУП с помощью заземляющего контакта самой розетки. НЕ ДЕЛАЙТЕ ТАК. В любой момент при неисправной розетке придет ваш знакомый д.Ваня, который демонтирует розетку провода, заизолирует и скажет вам — когда купите новую, я приду и поставлю ее.

О том, чтобы соединить какие — то два провода между собой, он может просто и не подумать, то есть ДСУП окажется не подключенной к РЕ -шине щитка со всеми вытекающими последствиями, к тому же сам защитный проводник, идущий к такой розетке, может быть меньшего сечения, чем этого требуется. Поэтому всегда подключайте ДСУП к РЕ- шинке щитка ОТДЕЛЬНЫМ проводником. Ну, а сам проводник РЕ, идущий к розетке, можно и оставить — вреда от этого не будет.

Технический циркуляр № 23/2009 «об обеспечении электробезопасности и выполнении системы дополнительного уравнивания потенциалов в ванных комнатах, душевых и сантехкабинах.

ГОСТ Р50571.11-96 »Электроустановки зданий. Часть 7.Требования к специальным электроустановкам. Раздел 701.Ванные и душевые помещения.

ГОСТ Р 50571.12-96 »Электроустановки зданий. Часть 7.Требования к специальным электроустановкам. Раздел 703. Помещения, содержащие нагреватели для саун.