Рудничные устройства защиты от токов утечки

Рудничные устройства защиты от токов утечки — устройства защиты от поражения людей электрическим током, предотвращения пожаров и взрывов при замыкании на землю в низковольтных (до 1200 В) сетях электроснабжения с изолированной нейтралью подземных разработок угольных и горнодобывающих предприятий.

Содержание

Обоснование применения [ править | править код ]

Несмотря на широкое использование в подавляющем большинстве в низковольтных (до 1000 В) промышленных и бытовых сетях систем электроснабжения с заземлённой нейтралью, в подземных выработках согласно ПБ [1] применение таких систем строго запрещено в связи с тем, что замыкание на землю в таких сетях (при их правильном проектировании и исполнении) хотя и отключается очень быстро, но сопровождается электрической дугой и искрами, что может спровоцировать пожары и взрывы, поскольку в подземных разработках часто наблюдается выделения рудничного газа (в основном это метан, иногда — пропан, бутан), а также присутствует пыль, склонная к взрывам (например угольная пыль).

При этом ПБ (правила безопасности) предписывается выполнять сети электроснабжения подземных выработок только и с изолированной нейтралью, замыкания на корпус в которых не вызывают появления искр и электрической дуги (в связи с малостью токов замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью). Вместе с тем сети с изолированной нейтралью также не лишены недостатков:

поскольку замыкания одной фазы на корпус (на землю) не сопровождается большими токами, то такое повреждение не вызовет изменение режима и срабатывание защитной аппаратуры, при этом повреждённый участок может находиться в эксплуатации длительное время
при повреждении изоляции одной из фаз напряжение неповреждённых фаз, относительно земли, возрастёт до линейного (примерно в 1,73 раза) и прикосновении человека к этой фазе его тело окажется под линейным напряжением; при этом в шахте обычно наблюдается высокая влажность, кроме того человек, находящийся в подземной выработке, испытывает повышенное потоотделение, всё это приводит к падению электрического сопротивления его тела. Возросшее до линейного значение напряжение прикосновения и сильное уменьшение электрического сопротивления тела под воздействием внешних факторов может привести к большому току, протекающему через тело и смертельному исходу
величина тока, протекающего через тело человека в сетях с изолированной нейтралью высокого напряжения (выше 1000 В) и в протяжённых кабельных низковольтных сетях характеризуется не столько активными токами утечек, сколько ёмкостью фаз относительно земли и даже при условии хорошей изоляции в такой сети прикосновение человека к токопроводящей поверхности может привести к смертельному исходу

Исходя из вышеизложенного в подземных выработках необходимо применение системы электроснабжения только с изолированной нейтралью и обязательным применением специальных защитных устройств, в автоматическом режиме контролирующих изоляцию сети и измеряющие токи утечки на землю и при уменьшении сопротивлении изоляции ниже требуемой, а также возрастания тока утечки выше установленной отключающее повреждённый участок, кроме того подобное устройство не должно допускать к включению повреждённый участок сети.

Этим самым устраняются опасные режимы для человека, могущие возникнуть в сети. Влияние ёмкостной составляющей в низковольтной короткой сети не значительно, но если низковольтный защищаемый участок имеет разветвлённую сеть и ёмкостная составляющая может повлиять на тяжесть поражения обслуживающего персонала при прикосновении к токоведущим частям сети; обычно для компенсации ёмкостной составляющей применяют специальные отдельные устройства, которые не входят в конструкцию РУЗТУ (хотя существуют конструкции с совмещёнными реле утечки и устройством компенсации, например АЗАК).

Принцип действия [ править | править код ]

Принцип данного устройства заключается в наложении на контролируемую сеть электроснабжения слаботочного оперативного напряжения с частотой, отличной от 50 Гц (наиболее удобным для этих целей является постоянный ток) и создание искусственной нейтрали из трёх балластных комплексных сопротивлений (индуктивностей или активных резисторов); при этом между искусственной нейтралью и землёй (для чего используется специальный выносной заземлитель) включается чувствительный орган (в простейшем случае — электромеханическое реле), при появлении утечки происходит появление между землёй и искусственной нейтралью напряжения нулевой последовательности (смещение нейтрали). При обнаружении повышенных токов утечки на землю производится подача сигнала на расцепитель коммутационного аппарата (например автоматического выключателя), который производит отключение сети. Такой принцип фиксации токов утечки применяется потому-что РУЗТУ должен контролировать токи утечки как при включённой так и при отключённой линии и не допускать включение аппарата (превентивно). Таким образом главное назначение РУЗТУ аналогично УЗО: защита людей от поражения электрическим током, предупреждение пожаров, но при этом в УЗО дифференциальный ток измеряется с помощью специального дифференциального тороидального трансформатора тока.

При этом РУЗТУ не выполняются селективного типа (не отключают только повреждённый участок, отходящий от низковольтого РУ (распределительного устройства) данной ТП): РУЗТУ устанавливается в начале линии около ТП (трансформаторной подстанции) управляет срабатыванием вводного выключателя и при появлении на любом фидере данной сети повышенной утечки происходит отключение всех нагрузок, это связано с тем, что современное горно-шахтное оборудование имеет сильные технологические связи и при отключении хотя бы одного агрегата по цепям взаимных блокировок останавливается весь комплекс. При срабатывании РУЗТУ и отключении вводного автомата обслуживающий персонал производит повторное его включение, а затем производит поочерёдное включение пускателей, установленных на механизмах; при попытке включения пускателя, который питает повреждённый участок произойдёт повторное отключение всех линий по сигналу РУЗТУ. Если учесть, что расстояние от участковой ТП до РП (распределительного пункта) может составлять от 200—500 м и более, то для определения повреждённого участка обслуживающий персонал должен пройти до 1-2 км и более, что требует больших затрат времени и большему простою оборудования. Для убыстрения поиска повреждённого участка в пускателях встраивают блокировочное реле утечки (БРУ), при этом при отключении вводного автомата по сигналу РУЗТУ обслуживающий персонал производит повторную подачу питания, включение повреждённого участка воспрепятствует БРУ данного пускателя, что существенно уменьшает время на поиск повреждённой линии, применение же дистанционного включения вводного выключателя (с РП лавы) ещё более ускорит поиск.

Читайте так же:

Розетка для соединения сетевых кабелей

Дополнительные требования [ править | править код ]

Согласно ныне действующему ГОСТ 31612-2012, РУЗТУ кроме непрерывного контроля активного тока утечки на землю должны:

иметь возможность измерять сопротивление сети относительно земли с помощью встроенного омметра
иметь измерительный ток не более 10 мА
срабатывать при токе однофазной утечки не более 25 мА с учётом измерительного тока и наибольших ёмкости и напряжения сети

обладать сопротивлением срабатывания (минимальное значение сопротивление сети относительно земли, при котором должен подаваться сигнал на отключение) устройства защиты сети:

127 В — 3,3 кОм на фазу,
220 В — 10кОм на фазу,
380 В — 10кОм на фазу,
660 В — 30 кОм на фазу,
1140 В — 60 кОм на фазу

380, 660 В — не более 0,1 с,
1140 В — не более 0,07 с

Испытание и проверка [ править | править код ]

РУЗТУ согласно ГОСТ должны подвергаться следующим типам испытаний:

приёмочные, согласно которым испытываются опытную партию изделий в количестве не менее 5 штук:

определение тока однофазной утечки
определение электрической прочности изоляции
определение измерительного тока
определение времени срабатывания при 0,8 от номинального сопротивления срабатывания
определение условий срабатывания и возврата в режиме блокировки
проверка устойчивости устройства к ложным срабатываниям
проверка функции самоконтроля элементов устройства

Конструкции [ править | править код ]

Самыми распространёнными в отечественной практике являются РУЗТУ марок АЗУР (аппарат защиты унифицированный рудничный): АЗУР 1, АЗУР 2, АЗУР 3, АЗУР4, АЗУР 4ПП, АЗУР 4МК (микроконтроллерный). Ранее широко применялись РУЗТУ марок РУВ (разработчик проф. Лейбов Р. М., ДПИ), УАКИ (устройство автоматического контроля изоляции, АЗАК (аппарат защиты и автоматической компенсации) — комбинация из прибора УАКИ и устройства ёмкостной компенсации (производитель — Прокопьевский завод шахтной автоматики).

Тестирование изоляции 10 кВ и 5 кВ. Использование ввода GUARD.

— Для чего нужен ввод GUARD?
— Как он работает?
— Почему Megger делает акцент на точности показаний при работе с GUARD?
— Присутствует ли это у других приборов?
— Тестирование трансформаторов?
— Тестирование кабелей?
— Тестирование изоляторов вводов масляного выключателя на ОРУ?
— Какова реальная выгода от использования GUARD-ввода?

Введение:

Разработка тестера изоляции компанией Evershed & Vignoles — это глава нашей истории в области диагностики электрооборудования. Megger Instruments в Дувре начал производить тестеры изоляции еще до 1897 г.
На сегодняшний день доступны тестеры с выходным напряжением до 10кВ, позволяющие удовлетворить все промышленные и коммерческие потребности. Ввод GUARD в высоковольтных тестерах изоляции (2,5 – 10кВ) с широким диапазоном тестирования является наиболее выгодным решением, позволяя тестировать различные устройства с длинным путем утечки тока по поверхности изолятора.
Примеры таких устройств:
― Кабели большего диаметра
― Фарфоровые изоляторы
― Силовые трансформаторы
― Высоковольтные выключатели
Данное оборудование имеет длинные пути утечки тока по поверхности изолятора за счет своего размера. Это приводит к тому, что сопротивление поверхностной утечки вводит неточности в измерения. Увеличить точность измерения позволяет ввод GUARD.

Для чего нужен ввод GUARD?

Выполняя тест изоляции, мы настолько заняты измерением сопротивления изоляции самого изолятора, что порой забываем о сопротивлении пути утечки тока по его поверхности. Однако сопротивление этого пути является очень важным компонентом всего измерения, а во многих случаях даже самым главным. Например, если изолятор загрязнен, поверхностный ток утечки может быть до десяти раз больше того, что протекает через сам изолятор.
Цепь протекания тока по поверхности изолятора и цепь протекания тока через изолятор образуют параллельное соединение. При помощи ввода GUARD и, так называемого, трех контактного теста, можно исключить ток поверхностной утечки из показания. Данная особенность может быть очень важной, когда ожидается, что измеряемое сопротивление будет велико, например, при тестировании высоковольтных объектов: изоляторов, вводов и кабелей. Данное оборудование обычно имеет большую площадь поверхности, из-за загрязнения которой значительно возрастает ток поверхностной утечки.
Полный ток, текущий во время тестирования изоляции, можно разделить на три компонента:
1. Ток заряда, который вызывает заряд объекта.
2. Ток поглощения — это ток, который проникает в изоляцию за счет поляризации электронов, первоначально высок; со временем спадает (более медленно, чем ток заряда)
3. Ток утечки или ток проводимости, который является слабым током в установившемся режиме. Делится на два компонента:
a. Ток, проходящий через изоляцию
b. Ток, текущий по поверхности * изоляции.
* Ток поверхностной утечки – компонент, который необходимо исключить и не учитывать при измерении сопротивления самого изоляционного материала. При использовании ввода Guard, который есть на большинстве современных тестеров высоковольтной изоляции, ток поверхностной утечки может быть исключен из измерения.

Электрооборудование с меньшим сопротивлением изоляции (<100MΩ), такое как низковольтные кабельные вводы, обычно тестируются без использования GUARD-ввода тестера, тогда как для тестирования оборудования
с сопротивлением изоляции выше 100MΩ, например, высоковольтных изоляторов, очень важно задействовать GUARD-ввод тестера.

Как это работает?

Рассмотрим работу ввода GUARD на наиболее типовом примере — тестирования высоковольтного ввода. Без использования ввода GUARD ток протекает через изолятор, а затем складывается с током, протекающим по его поверхности – тем самым искажая измерение

Теперь рассмотрим пример тестирования с использованием ввода GUARD:

Провод одевается на изолятор и подключается к вводу GUARD тестера. Теперь, ток поверхностной утечки протекает прямо в GUARD-ввод. Прибор, выполняющий тестирование, НЕ БУДЕТ измерять ток утечки, следовательно, он не скажется на значении сопротивлении изоляционного материала.

Для лучшего понимания, что в таком случае происходит внутри тестера, давайте рассмотрим следующую схему. Простейший тестер изоляции имеет три части: источник высокого напряжения постоянного тока, высоковольтный вольтметр и амперметр. Сопротивление изоляции рассчитывается по известному закону Ома: как отношение измеренного напряжения к измеренному току. Ввод GUARD позволяет отклонить ток поверхностной утечки и пустить его по цепи параллельной к амперметру, т.о. не учитывая его при расчете сопротивления.

Однако, не все так просто, как вы видите, в представленной выше схеме были указаны величины сопротивления компонентов. В данном случае любой прибор линейки широкодиапазонных тестеров изоляции Megger: MIT или S1 — измерят значения с не более, чем 2% погрешностью. Данный факт очень важен при сравнении характеристик, указанных в спецификациях к приборам.

Приборы MIT и S1 в диапазоне 5-10кВ при работе с вводом GUARD будут измерять погрешность

2% — погрешность при сопротивлении поверхностной утечки 500кΩ и нагрузке 100 MΩ

Почему Megger делает акцент на точности показаний при работе с GUARD?

Проще говоря, это часть погрешности измерения прибора. Чем выше ток поверхностной утечки, отклоняемый от амперметра, тем меньше ток, который необходимо измерить. Что в свою очередь является проверкой способности прибора измерять оставшийся ток тем самым осуществлять точное измерение сопротивления изоляции.

В спецификации прибора указано, что у пользователя есть возможность учесть эти условия и получить достоверные показания, а, следовательно, правильно определить состояние изоляции. Запомните, что эффективное превентивное обслуживание, основанное на изучении полученных данных, позволяет на ранней стадии выявить неисправность. Время, затраченное на тщательный расчет коэффициентов температурной компенсации, может быть потрачено впустую, если во время тестирования поверхностные утечки не были устранены должным образом.

Присутствует ли это у других приборов?

Безопасна ли эксплуатация?

Сегодня мы все больше и больше осознаем важность безопасности тестеров. Тестеры изоляции не являются исключением. Все тестеры Megger линейки MIT и S1 с напряжением тестирования 5 кВ и 10 кВ соответствуют CATIV 600 В, что не оставляет сомнений в их безопасности.
Но как же это зависит от наличия ввода GUARD? Итак, для того, чтобы тестер удовлетворял требованиям CATIV 600 В, указанным в IEC1010-1: 2001, он должен иметь защиту ВСЕХ вводов по напряжению 8кВ. Основной задачей является сделать так, чтобы прибор имел защиту от импульсного напряжения, но в то же время выполнял свои функции.

IEC1010-1:2001
•Защита всех вводов от скачка напряжения

CATIV 600 В
•Защита при скачке напряжения 8кВ

Задача – обеспечить защиту прибора и работоспособность ввода GUARD

Ток тестирования в режиме короткого замыкания?

Тестеры изоляции Megger MIT и S1 с напряжением 5 кВ и 10 кВ имею ток тестирования в режиме короткого замыкания не менее 3 мА. Это позволяет прибору выполнить быструю зарядку емкостной

нагрузки, например, длинных кабелей. Это так же означает, что прибор имеет достаточно мощности, чтобы выдавать стабильное напряжение при низком сопротивлении.

Данная схема наглядно показывает, как изоляция с сопротивлением 600 MΩ, из-за утечки превратилась в нагрузку для тестера менее, чем 3 MΩ. Высокая

мощность тестера поддерживает стабильное напряжение на изоляции при достаточной силе тока для точного измерения.

Можно ли тестировать трансформаторы?

Межобмоточное сопротивление обмотки высшего и низшего напряжения любой фазы трехобмоточного трансформатора может быть измерено с применением ввода GUARD. В данном случае он устраняет ток, протекающий по поверхности загрязненных изоляторов, что позволяет измерить межвитковое сопротивление с большей точностью.

На данном рисунке показан пример тестирования высоковольтной изоляции без учета эффекта тока утечек между обмоткой высшего и низшего напряжения за счет использования GUARD-ввода.

Тест изоляции обмоток трансформатора с использованием GUARD ввода для устранения токовых утечек между обмоткой и изолятором ввода.

ПРИМЕЧАНИЕ: На практике, обе обмотки трехфазного трансформатора намотаны концентрически на изолированный каркас, расположенный на том же участке магнитопровода. Поэтому возможны межвитковые и межобмоточные

замыкания, что приводит к необходимости двойного тестирования.

Тестирование кабелей?

Ввод GUARD так же позволяет снизить эффект поверхностного тока утечки по изоляции кабеля к его концу.

На приведенной выше схеме, ввод GUARD Подключен к обмотке дефектней изоляции, чтобы устранить поверхностные утечки.

На следующем рисунке пара проводников кабеля используются для подключения ввода GUARD к поврежденной изоляции на другом конце кабеля.

Так же ввод GUARD позволяет устранить ток утечки при тестировании других проводников кабеля.

Тестирование изоляторов вводов масляного выключателя на ОРУ?

Приведенные ниже четыре изображения показывают обычные приемы тестирования вводов и смежного оборудования выключателя ОРУ.

Какова реальная выгода от использования GUARD-ввода?

Использование ввода GUARD позволяет не только значительно увеличить точность определения состояния изоляции и осуществлять превентивное

техническое обслуживание, но так же внести еще одно существенное преимущество:

Ввод GUARD – чрезвычайно важный диагностический инструмент!

Для того, чтобы определить наличие и критичность токовых утечек достаточно произвести всего два теста: один с применением ввода GUARD, другой – без. Выставив настройки прибора так, чтобы он показывал ток утечки, достаточно просто вычесть измерения, полученные с применением ввода GUARD, из измерений, полученных без подключения ввода GUARD. Результат разности наглядно отобразит величину поверхностных токовых утечек.

Существует огромное число примеров, когда в результате измерения было получено низкое значение сопротивления изоляции изолятора ввода и др. частей, из-за чего было заменено исправное дорогостоящее оборудование. А через некоторое время, после тестирования с применением ввода GUARD, выяснилось, что изолятор достаточно было хорошо очистить!

— Легко выявить загрязнение поверхности
— Не упускайте возможности выполнить тестирование с использование ввода GUARD и вы точно будете знать, когда пора выполнить очистку изолятора

Ток утечки в кабеле и сопротивление изоляции кабеля

Определим ток утечки i в кабеле, возникающий вследствие несовершенства изоляции. Сечение кабеля изображено на рис.8. Линии напряженности поля и линии тока утечки в изоляции можно считать направленными по радиусам.

Проведем внутри изоляции цилиндрическую поверхность, имеющую радиус r и длину l в направлении оси кабеля. Имеем и, следовательно,.

Напряжение UAB между проводами найдем, составляя линейный интеграл напряженности электрического поля вдоль радиуса:

Отсюда находим сопротивление R и проводимость G изоляции кабеля:

Формулу для проводимости G можно было написать сразу, пользуясь методом электростатической аналогии. Для этого достаточно в формуле для емкости кабеля

приведенной заменить на.

Сопротивление заземления

Для осуществления соединения какой-либо точки электрической цепи с землей зарывают в землю металлические проводники, к которым и присоединяют соответствующую точку цепи. Систему таких зарытых в землю проводников называют заземлителем. Так, например, при соединении в звезду обмоток высокого напряжения трехфазного трансформатора, питающего линию передачи, обычно заземляют непосредственно или через некоторое сопротивление нейтральную точку трансформатора (рис.9). Этим достигается то, что напряжения проводов линии по отношению к земле при нормальном режиме не могут быть больше фазных напряжений. При повреждении изоляции одного из фазных проводов возникает ток короткого замыкания, проходящий от места повреждения через землю и заземлитель к нейтральной точке трансформатора. Электрический ток, проходя через землю, встречает некоторое сопротивление, называемое сопротивлением заземления. По существу, это — сопротивление земли, которое встречает ток при растекании от заземлителя. Вдоль поверхности земли создается падение напряжения, которое вблизи от мест заземления может достигать опасных для жизни человека значении уже на длине шага человека. Поэтому весьма существенно уметь вычислить сопротивление растеканию тока в земле при различных конструкциях заземлителей.

С заземлением отдельных точек цепи встречаемся в цепях как переменного, так и постоянного тока. В приведенном примере в земле протекает переменный ток. Распределение переменного тока в проводящей среде в принципе должно отличаться от распределения постоянного тока, так как при переменном токе в контурах, которые можно себе представить в проводящей среде, возникают индуктированные электродвижущие силы, оказывающие влияние на распределение тока. Однако ввиду большого удельного сопротивления земли при вычислении токов вблизи электродов можно пренебречь, во всяком случае при промышленной частоте, индуктированными электродвижущими силами по сравнению с активным падением напряжения и вести расчет, как при постоянном токе.

Формулы для проводимости G = i/U заземления могут быть написаны на основании метода электростатической аналогии по имеющимся формулам для емкости С = q/U соответственно расположенных тел.

Рис.10 Рис.11 Рис.12

В электростатических задачах обычно равным нулю принимают потенциал бесконечно удаленных точек. В интересующих нас задачах, относящихся к токам в земле, также принимают равным нулю потенциал бесконечно удаленных точек или практически достаточно удаленных от электрода точек. При этом в выражении G = i/U) величина U есть потенциал электрода, так же как в выражении С = q/U величина U есть потенциал заряженного тела.

Необходимо еще заметить, что в земле линии тока не уходят в бесконечность, а собираются у другого электрода или, как в примере, изображенном на рис.9, у места повреждения изоляции линии. Однако это обстоятельство мало сказывается на распределении тока около данного электрода и на значении соответствующего ему сопротивления заземления, так как основное сопротивление растеканию тока сосредоточено вблизи электрода, где плотность тока в земле имеет наибольшие значения.

Рассмотрим некоторые примеры. Так как емкость уединенного шара радиуса r равна

то проводимость заземления для шарового электрода, погруженного в землю столь глубоко, что можно пренебречь влиянием поверхности земли (рис.10), должна быть равна

причем R —сопротивление заземления.

Если электрод расположен близко от поверхности земли, то линии тока искажаются, как это видно из рис.11. В этом случае можно воспользоваться методом зеркальных изображений. Линии тока у поверхности земли должны быть к ней касательны. Это условие останется удовлетворенным, если мысленно заполнить воздушное пространство над поверхностью земли проводящей средой с такой же, как у земли, удельной проводимостью и поместить в эту среду электрод, являющийся зеркальным изображением действительного электрода относительно поверхности земли. Ток, выходящий из мнимого электрода, должен быть равен по значению и по знаку току, выходящему из действительного электрода в землю.

Проводимость заземления для действительного электрода, очевидно, равна половине проводимости системы, образованной электродом и его зеркальным изображением. Так, например, проводимость для электрода в форме полушария, расположенного у поверхности земли так, как показано на рис.12, равна

Часто применяют заземлители в виде труб, забитых вертикально в землю (рис.13).

Пусть l — длина трубы и r — ее радиус. Предположим, что один конец трубы находится у самой поверхности земли. Длина трубы вместе с ее зеркальным изображением равна 2l.

Емкость цилиндра, имеющего длину 2l и радиус r, при 2l>r, приближенно равна

Следовательно, проводимость для системы из электрода и его зеркального изображения равна

Таким образом, проводимость заземления для электрода в форме вертикальной трубы выражается формулой

Для уменьшения сопротивления заземления заземляющее устройство часто выполняют в виде рядов забитых в землю труб, соединенных между собой металлическими полосами. Расчет проводимости заземления при таком сложном заземлителе может быть выполнен по аналогии с расчетом емкости системы соединенных между собой прямолинейных отрезков проводников.

Как выбрать УЗО и дифавтоматы

31 Мая 2019 г. —>

Скачки напряжения, короткое замыкание, утечка тока – все это может привести к поломке оборудования, травмам и даже пожарам. Поэтому в частном доме, квартире или на даче не обойтись без защитных устройств. Эту функцию выполняют выключатели дифференциального тока (УЗО, ВДТ) и автоматические выключатели дифференциального тока (дифавтоматы, АВДТ).

Чтобы вы смогли правильно выбрать это оборудование и надежно защитить себя и свой дом от проблем с проводкой, мы расскажем, какие функции выполняют УЗО и дифавтоматы, назовем достоинства и недостатки каждого.

УЗО и дифавтомат – в чем разница?

УЗО (устройство защитного отключения) – аппарат, который устанавливают, чтобы избежать удара током и возгорания проводки.

УЗО само не отключает прибор при перегрузке. Поэтому устройство всегда ставят в паре с автоматом. Первый защищает человека от поражения током, второй – проводку от перегрева и УЗО.

Дифавтомат, или дифференциальный автоматический выключатель, – это прибор универсальный. Он защищает проводку от короткого замыкания и перегрузки, а также человека при утечке тока. В случае утечки он отключает подачу энергии и само устройство.

Что такое утечка тока и почему она происходит

Утечка тока – процесс, когда ток протекает от фазы в землю по не предназначенному для этого пути: металлическим частям прибора, трубам, по сырой штукатурке в доме или через тело человека. Случается по двум причинам.

Причины утечки тока

Ошибка при подключении проводки в доме. Неопытные электрики или сами жильцы путают последовательность подключения, например соединяют ноль вместо земли или выводят несколько проводов на одну клемму.
Испорченная изоляция. Такое часто случается в старых домах, где проводка гниет, потому что ее не меняют десятилетиями. Кроме того, изоляция плавится из-за скачков напряжения или чрезмерной нагрузки, когда к сети одновременно подключают несколько электроприборов.

Чем опасна утечка тока

Безопасное значение тока утечки указано в ГОСТах и техпаспорте оборудования. Например, для стиральной машины с мощностью 2,5 кВт допустимый ток утечки 5,6 мА.

Превышение этого значения в УЗО чревато опасными последствиями. Если человек прикоснется к корпусу прибора, проводу или штепсельной вилке, его ударит током. В зависимости от силы удара это может привести к травме или смерти.

При утечке тока идет перерасход электроэнергии – даже при отключенных приборах ток проходит через счетчик. Например, вы уезжаете на несколько дней в отпуск, возвращаетесь – а один работающий холодильник намотал десятки киловатт. Если с самим холодильником все в порядке, значит, где-то возникла утечка.

Как определить утечку тока в доме

Самый простой способ – индикаторная отвертка. Аккуратно прикоснитесь щупом индикатора к корпусу каждого прибора в доме. Если светодиод загорелся, значит, есть утечка.

Профессионалы проверяют приборы мультиметром. При утечке тока мультиметр показывает сопротивление выше 20 Мом.

Для поиска утечек тока в скрытой проводке можно воспользоваться лайфхаком строителей советских времен:

МЫ ЗНАЕМ КАК

Возьмите портативный радиоприемник, настройте его на среднюю или длинную волну, установив частоту приема на молчащую радиостанцию и пройдитесь с ним там, где проложена проводка. Там, где динамик начнет шипеть и потрескивать, нарушена изоляция проводов.

Теперь рассмотрим, какие бывают УЗО и как они работают.

УЗО: типы и назначение

Типы УЗО

УЗО делят на три типа – по постоянному и переменному току утечки:

Для бытового применения используют УЗО «АС» и «А». Но какой именно выбрать?

В домашних сетях мы имеем дело с переменным синусоидальным током. Получается, что подходящий тип УЗО для нас – «АС». Но не все так просто.

К примеру, у нас установлено УЗО типа «АС» и есть стиральная машина, которая работает от переменного тока с напряжением 220–230 В. Ток по проводу попадает в импульсный блок питания и преобразуется в пульсирующий, необходимый для питания электронных полупроводников. Если произойдет утечка импульсного тока, аппарат ее не зафиксирует и не отключит поврежденный участок электрической цепи. Либо зафиксирует, но намного позже с момента утечки, и ее значение будет критическим для человека. С УЗО типа «А» такого не произойдет.

В каждом электронном бытовом приборе, где есть блок управления, дисплей, регулятор работы двигателя, температуры или времени, стоит импульсный блок питания. Такой компонент можно найти даже в энергосберегающей лампочке. Быстро среагирует на утечку такого тока УЗО типа «А».

МЫ ЗНАЕМ КАК

Подтверждение использования УЗО типа «А» можно найти в техпаспорте на бытовую технику, например микроволновку или посудомоечную машину. В разделе «Подключение к сети» производитель, как правило, указывает, что прибор необходимо защищать только с помощью УЗО типа «А».

Параметры УЗО

УЗО различают по:

величине номинального тока – 16–100 А
величине дифференциального тока утечки – 10–500 мА
времени на срабатывание – 0,06–0,08 / 0,15–0,5 секунд
роду электросети – 2-полюсные для 1-фазной сети, 4-полюсные для 3-фазной
принципу срабатывания – электромеханические и электронные

Параметры дифавтомата

Дифавтомат выбирают практически по тем же характеристикам, что и УЗО:

По значениям дифференциального и номинального тока.
По максимальному току при коротком замыкании – какую нагрузку выдержит устройство.
По типу сети – трехфазный или однофазный.

Выбираем УЗО и дифавтомат

Перед покупкой дифавтомата или УЗО нужно рассчитать, сколько энергии (киловатт-часов) потребляют электроприборы в вашем доме. Это поможет выбрать подходящий УЗО или дифавтомат и определить их количество. Если нагрузка большая, стоит поставить несколько защитных устройств, если малая – достаточно одного.

Как рассчитать потребление энергии – 4 способа

За основу расчета берутся показатели напряжения (В, вольты), тока (А, амперы) и мощности (Вт, ватты). Для мощных приборов вроде электроплит или посудомоечных машин мощность указывается в кВт. Характеристики есть в техпаспорте бытового прибора или на его корпусе.

Зная мощность прибора, вы рассчитаете расход электричества, умножив мощность на количество часов. Например, вам нужно узнать, сколько электричества сжигают 2 лампочки на 100 и 60 Вт и электрочайник на 2,1 кВт. Лампочки горят около 6 часов, чайник работает примерно 20 минут в день. Рассчитываем:

100 Вт х 6 ч = 600 Вт/ч

60 Вт х 6 ч = 360 Вт/ч

2 100 Вт* х 1/3 ч = 700 Вт/ч

600 + 360 + 700 = 1 660 Вт/ч

1 660/1 000 = 1,66 кВт/ч – столько энергии в день расходуют 3 прибора.

Если в характеристиках прибора указаны только ток и напряжение, вычислите мощность по формуле P = U х I, где Р – мощность, U – напряжение, I – сила тока.

Например: 220 В х 1 А = 220 Вт.

Измерить с помощью энергометра. Его подключают к розетке, а к нему – бытовой прибор.

Способ 4 – если потеряли техпаспорт прибора

Этот способ хоть и простой, но долгий. Отключите все приборы в квартире, а затем запустите только один, например на час. Через час выключите и посмотрите количество киловатт на электросчетчике. И так с каждым устройством.

Есть еще одно неудобство – не будет единого показателя. Некоторые электроприборы потребляют различную мощность в разных режимах работы. Например, в стиральной машине данные будут разниться при включении и отключении насоса, изменении скорости вращения барабана и при нагреве воды.

Заключение

Выбирать между дифавтоматом и УЗО стоит отталкиваясь от конкретной ситуации. Если вы хотите защитить от перегрузок и короткого замыкания только один прибор, к примеру дорогую посудомоечную машину, – ставьте дифавтомат, так как найти неисправность в этом случае будет просто. Если ваша цель – защитить несколько розеток, на которые подведены различные приборы, – покупайте связку УЗО + автомат.

голоса

Рейтинг статьи