Как выбрать УЗО и дифавтоматы – читайте совет от Бауцентра

Скачки напряжения, короткое замыкание, утечка тока… В частном доме или квартире не обойтись без защитных устройств. Разбираемся, какие функции выполняют УЗО и дифавтоматы.

Что такое утечка тока и чему она приводит

Утечка тока – это преобразование электрической энергии в другой вид энергии, которая не несёт полезного эффекта. Например, незначительный нагрев проводов – пользы не приносит, но электричество расходует.

Интересно! Приведённый в следующем параграфе алгоритм поиска утечки тока можно применять не только в электропроводке квартиры или частного дома, но и… в собственном автомобиле, где это так необходимо, ведь постоянно работающая лампа бардачка может за ночь посадить аккумулятор.

Утечка приводит к высокому расходу электроэнергии. Например, пережатый кабель создаёт дополнительное сопротивление, для преодоления которого должна быть выше сила тока. Место повреждения проводника нагревается и расходует энергию на бесполезный, минимальный нагрев окружающей среды. А при сильном нагреве может привести и к пожару.

Рисунок 1: Старая или повреждённая изоляция проводов – первая причина утечки токаРисунок 1: Старая или повреждённая изоляция проводов – первая причина утечки тока

Рисунок 1: Старая или повреждённая изоляция проводов – первая причина утечки тока

Что такое утечка тока

Схема поражения человека электричеством

В ГОСТах 61140-2012 и 30331.1-2013 дано определение понятия. Токовая утечка – это протекание электротока в грунт, к открытым, проводящим, сторонним предметам или защитным проводникам в нормальных рабочих условиях.

Ток направляется от фазы к земле по непредназначенному для этого маршруту:

  • корпусу бытового оборудования – стиральных или посудомоечных машин, бойлеров, электрических плит;
  • металлическим трубам водопроводной или газопроводной магистрали;
  • сырому штукатурному слою квартиры или дома;
  • иным токопроводящим путям.

Явление возникает в условиях повреждения изоляции в процессе старения, перегрузки домашнего оборудования или механических повреждений проводки.

Направленность тока при утечке 

Ток утечки в землю

Направление токов зависит от типа заземления:

  • Изолированная нейтраль IT – утечка осуществляется через изоляционный слой к токопроводящим элементам. С них по проводникам она отводится в область растекания.
  • Схема TN с глухим заземлением нейтрали – утечка проходит по REN-шине до вводного устройства защиты.
  • Система ТТ – утечка выполняется через основную изоляцию от токоведущих до открытых проводящих элементов. По проводнику и заземлителю ток направляется в локальный грунт.

Направление и путь тока в схемах IT и ТТ одинаковы.

Как он протекает

  1. Вариант первый. Корпус или каркас электроустановки (холодильник, системный блок, стиральная машина и прочее) касается металлического проводника, имеющего контакт с землей. Это может быть батарея отопления, сырой бетонный пол в квартире, другая электроустановка, подключенная к заземлению. В точке касания замыкается цепь, и возникает тот самый ток утечки. В чем опасность? Локальный нагрев точки касания может привести к возгоранию. Если контакт надежный, сила тока возрастет до порога срабатывания устройства защиты (вводной автомат на щитке питания). При слабом касании будет наблюдаться искрение и тот самый локальный нагрев. Чаще всего это приводит к оплавлению и дальнейшему повреждению питающих проводов. Кроме того это явление провоцирует электромагнитные помехи.
  2. Вариант второй. Корпус электроустановки не имеет контакта с заземленными предметами и сам не заземлен. При касании внешних панелей человеком, возникает нагрузка (тело человека является проводником), и через организм протекает электрический ток. Поскольку сопротивление в данном случае велико, сила тока недостаточна для срабатывания автоматов защиты. А вот вред здоровью, вплоть до летального исхода, может быть нанесен. Надеяться на то, что пользователь будет обут в обувь с резиновой подошвой недопустимо. Равно как считать, что пол с покрытием из линолеума защищает вас от поражения электротоком. Тем более, что при работе стиральной машинки, руки у хозяйки чаще всего мокрые, что снижает сопротивление кожи.И если в первом случае достаточно правильно подобранного автомата защиты, вариант второй требует более продвинутых мер. Например, включение в цепь питания УЗО, которое реагирует на небольшой номинал тока утечки, и провоцирует срабатывание защитного автомата.

Важно: Даже если вы уверены в исправности электроустановок и токопроводящих линий, периодическая проверка утечки тока обязательна в каждом помещении.

А как определить, есть проблема или нет? Для измерения тока утечки обычно вызывают бригаду мастеров электриков, которые проводят поиск проблемных установок с помощью прибора. На промышленных объектах эта процедура обязательна, равно как и при вводе в эксплуатацию жилого фонда. На крупных предприятиях больших городов — таких, как Москва, даже существуют штатные подразделения специалистов по этому вопросу.

А как самостоятельно проверить ток утечки в квартире или жилом доме? Ощущение покалывания электротоком, когда мокрой рукой касаешься корпуса стиральной машины — сомнительная и опасная диагностика.

Определение наличия дефекта в кабеле и его идентификация

Чаще всего для определения наличия повреждения и идентификации его типа применяются те же измерения, что и в ходе плановых измерений. Для проведения таких измерений используются кабельные мосты, мегомметры, измерители сопротивления заземления.

Однако в ряде случаев имеют место множественные дефекты (несколько разнотипных дефектов одновременно). В этом случае сложно определить, какое из них вносит наибольший вклад, так как они маскируют друг друга. Для определения таких неисправностей требуется не только измерение первичных параметров кабеля, но и вторичных: перекрестных наводок, наведенных шумов, затухания и т.д. В таких случаях ремонтная бригада должна быть оснащена несколькими приборами: кабельный мост, мегомметр, анализатор шумов и помех, измеритель затухания. Существуют, конечно, и комплексные анализаторы, которые совмещают в одном корпусе множество функций. Так, для работы с абонентскими телефонными линиями в последнее время часто используются кабельные анализаторы Greenlee SideKick Plus, Riser Bond 6000DSL и др.

Они позволяют измерить все первичные и вторичные параметры кабельной линии, подать тональный сигнал для идентификации пары на обратном конце, локализовать повреждение рефлектометрическим и мостовым методом и даже проанализировать качество ADSL/VDSL канала, сымитировав абонентский модем.

Поиск причины утечки тока

Существует несколько причин утечки тока в машине. Это могут быть штатные проблемы с заводским оборудованием, которое устанавливали при конструкции автомобиля. Сюда относят:

  • проводку;
  • аудиосистему;
  • генератор;
  • сигнализацию;
  • стартер.

Но штатные утечки проявляются реже и в основном из-за большого пробега транспортного средства.

К нештатным относят те приборы, которые водитель дополнительно устанавливал на автомобиль. К примеру, это может быть видеорегистратор, навигатор, сигнализация и магнитола не заводского производства, а также камеры и антирадары.

Поэтому, когда при проверке показатели выше 80 мА, то важно найти утечку тока. В первую очередь нужно проверить следующие моменты:

  1. Определить, какой аккумулятор стоит. Если он старый, то утечка тока — нормальное явление для изношенного устройства.
  2. Проверить на отключение фары, габариты и автомагнитолу.
  3. Посмотреть на изоляцию проводки, возможно причины в ней.
  4. Возможное сильное запыление контактных клеммных колодок или на гнездах, к которым подключаются приборы в автомобиле. Из-за большого слоя пыли они могли окислиться.
  5. Халатное отношение к установке дополнительных приборов, что привело к короткому замыканию.
  6. Металлические крепления нанесли вред проводке.
  7. Оплавленные провода, которые находятся близко к мотору.

Если все эти моменты были проверены и проблем не обнаружено, значит, проблема может быть в образовании солевых отложений на цепи с толстым стартерным проводом в результате скапливания воды. Такая проблема возможна и с проводкой генератора. Сам аккумулятор сверху тоже загрязняется.

На заметку!

В случае проблем с изоляционным слоем электрической проводки возможно самовозгорание!

Если проблему не удалось обнаружить, рекомендуют провести полную диагностику генератора. Для этого необходимо померить напряжение на аккумуляторе. Делается это следующим образом:

  • выключают двигатель;
  • две клеммы с АКБ снимают;
  • подключают мультиметр: черный щуп прибора — на минус, а красный — на плюс;
  • при заряженном аккумуляторе значение должно быть 12,5–12,9 В.

После процедуры клеммы возвращают обратно на место и включают двигатель. После этого включаем обогрев стекла, климат-контроль и габаритные фонари. Это необходимо для нагрузки на генератор. Снова подключаем мультиметр к батарее. Показания должны быть в пределах 13–13,3 В. Возможно максимальное показание в 14,3 В.

Если же показатель не превышает отметки 13,8 В, то, вероятнее всего, причина утечки в генераторе. Тогда лучше всего отправиться в сервисный центр и сделать полную диагностику. Если же показатели соответствуют необходимому диапазону, то причина утечки в самой сети.

Чем опасна утечка

Поражение человека током

Если изоляционный слой теряет сопротивление, человек, прикоснувшись к корпусу бытовой техники, оболочке провода, вилке штепсельного типа, розетке, трубе водопровода или отопления, стен жилого здания, выступит в роли проводника. Через его тело ток утечки поступит в землю. При этом существуют риски частичного поражения или летального исхода.

Токовая утечка повлияет на качество энергопотребления. В доме могут не работать некоторые потребители, но даже при выключенном состоянии техники на электросчетчике отразиться затрата электричества.

Заземление электроприборов предотвратит удары тока при касании к корпусу. В этом случае точка фиксации проводящего кабеля начнет интенсивно выделять тепло, что станет причиной возгорания проводки.

Определение утечки тока

Алгоритм поиска утечки тока подразумевает использование токоизмерительных клещей, но можно воспользоваться и простым мультиметром (лучше всего с предусмотренным конструкцией прибора предохранителем).

Последовательность поиска утечки тока:

  1. Убедиться, что все автоматы включены, а все потребители наоборот – отключены.
  2. Включить прибор и обхватить клещами фазный провод, замерить показания.
  3. Обхватить клещами нулевой провод и также замерить показания.

Номинальная сила тока при отключенных потребителях должна составлять не более 10 мА. Если же данный показатель завышен, то необходимо искать конкретное место утечки. Это может быть электроприбор, повреждённая изоляция на проводе или ненадёжная скрутка.

Рисунок 2: Замеры сопротивления в распределительной коробке, что также помогает найти утечку токаРисунок 2: Замеры сопротивления в распределительной коробке, что также помогает найти утечку тока

Рисунок 2: Замеры сопротивления в распределительной коробке, что также помогает найти утечку тока

Покупать токоизмерительные клещи для одноразового поиска утечки тока нецелесообразно. А вот простой и недорогой мультиметр может пригодится как в квартире или доме, так и при ремонте машины. Чтобы найти утечку тока с помощью мультиметра, необходимо сначала отсоединить провод от места крепления, прикоснуться к нему одним щупом, а вторым – дотронуться до самого места крепления. Таким образом происходит разрыв цепи, а мультиметр работает в режиме амперметра.

Предельные значения токов утечки

Если электрооборудование имеет ток утечки, не превышающий нормативное значение, его рассматривают в качестве кондиционного электрооборудования. В противном случае его следует рассматривать в качестве некондиционного электрооборудования, которое подлежит ремонту или утилизации. Рассмотрим максимально допустимые значения токов утечки, установленные нормативными документами для некоторых видов электрооборудования.

В разделе 13 «Ток утечки и электрическая прочность при рабочей температуре» стандарта ГОСТ IEC 60335-1-2015 [3] установлены следующие максимально допустимые значения тока утечки для основных видов бытового электрооборудования:

  • для приборов класса II и частей конструкций класса II – 0,35 мА (амплитудное значение);
  • для приборов класса 0 и класса III – 0,7 мА (амплитудное значение);
  • для приборов класса 0I – 0,5 мА;
  • для переносных приборов класса I – 0,75 мА;
  • для стационарных электромеханических приборов класса I (с приводом от двигателя) – 3,5 мА;
  • для стационарных нагревательных приборов класса I – 0,75 мА или 0,75 мА на кВт номинальной потребляемой мощности прибора в зависимости от того, что больше, но не более 5 мА.

Для комбинированных приборов общий ток утечки может быть внутри ограничений, установленных для нагревательных приборов или для электромеханических приборов в зависимости от того, что больше, но не суммируя оба предела.

В некоторых стандартах комплекса ГОСТ IEC 60335 «Бытовые и аналогичные электрические приборы. Безопасность» для отдельных видов бытового электрооборудования установлены иные значения максимально допустимых токов утечки. Например, в ГОСТ IEC 60335-2-6-2016 [4], для стационарных электроплит, духовых шкафов, конфорочных панелей и аналогичных нагревательных приборов класса I максимально допустимое значение тока утечки установлено равным 10 мА.

В разделе 13 «Ток утечки» стандарта ГОСТ Р МЭК 60745-1-2009 [5] установлены следующие максимально допустимые значения тока утечки для основных видов электрического инструмента:

  • для инструмента класса I – 0,75 мА;
  • для инструмента класса II – 0,25 мА;
  • для инструмента класса III – 0,50 мА.

Соответствие фактического тока утечки электрического инструмента максимально допустимому значению тока утечки в стандарте ГОСТ Р МЭК 60745-1-2009 проверяют с помощью специального испытания, которое выполняют при напряжении питания, равном 1,06 номинального напряжения. До выполнения испытаний отсоединяют защитное сопротивление. Испытания на ток утечки выполняют с переменным током. Испытания инструмента, предназначенного только для постоянного тока, не проводят.

Технический отчет МЭК 62350 приводит следующие типичные примеры уровней тока утечки, которые может иметь распространенное электрооборудование: компьютеры – 1–2 мА; принтеры – 0,5–1мА; небольшое портативное электрооборудование – 0,5–0,75 мА; факсимильные аппараты – 0,5–1 мА; светокопировальные аппараты – 0,5–1,5 мА; фильтры – около 1 мА.

Несколько советов по устранению утечки тока

Чтобы такая проблема как утечка тока не волновала добросовестных хозяев, лучше всего проверить все соединения в розетках, выключателях, на источниках освещения, а после – в распределительных коробках. Некачественное соединение – первая причина утечки тока и нежелательного нагрева проводника.

Рисунок 3: Поиск утечки тока на корпусе стиральной машиныРисунок 3: Поиск утечки тока на корпусе стиральной машины

Рисунок 3: Поиск утечки тока на корпусе стиральной машины

Чтобы падение фазного провода на корпус электроприбора (что также является утечкой тока) не смогло навредить жильцам квартиры или дома, корпуса всех стиральных машин, бойлеров, варочных панелей необходимо заземлить. Или же использовать схему зануления, что также достаточно эффективно. Самый лучший вариант в данном случае – установка УЗО, что совсем недорого, ведь на безопасности никогда не стоит экономить.

Измерение

Согласно требованиям стандарта ГОСТ IEC 60335-1-2015 [3] измерение токов утечки электрооборудования выполняют во время нормального оперирования прибора при самых неблагоприятных условиях его использования в течение промежутка времени, который может состоять из более чем одного цикла оперирования.

Во время испытаний бытового электрооборудования нагревательные приборы приводят в действие при 1,15 номинальной потребляемой мощности. Приборы с приводом от двигателя и комбинированные приборы питают напряжением, равным 1,06 номинального напряжения. Трехфазные приборы, которые в соответствии с инструкциями по монтажу являются также пригодными для однофазного питания, испытывают как однофазные приборы с тремя цепями, соединенными параллельно. До выполнения испытаний отсоединяют защитное сопротивление и фильтры подавления радиопомех.

Ток утечки измеряют посредством измерительного многополюсника, изображенного на рис. 4 стандарта ГОСТ Р МЭК 60990-2010 [6] (см. рис. 2 статьи «Ток прикосновения»), между любым полюсом источника питания и доступными металлическими частями, присоединенными к металлической фольге, имеющей площадь не менее 20 × 10 см, которая находится в контакте с доступными поверхностями из изоляционных материалов. Поэтому ток утечки, измеренный в соответствии с требованиями стандарта ГОСТ IEC 60335-1-2015, равен току прикосновения, измеренному в соответствии с требованиями стандарта ГОСТ Р МЭК 60990-2010.

Для однофазных приборов класса II применяют измерительную цепь, показанную на рис. 1 стандарта ГОСТ IEC 60335-1-2015 [3] (рис. 1 настоящей статьи), для приборов иных, чем класса II, – на рис. 2 (рис. 2). Ток утечки измеряют с многопозиционным переключателем, находящимся в каждой из позиций «a» и «b».

Для трехфазных приборов класса II применяют измерительную цепь, показанную на рис. 3 стандарта ГОСТ IEC 60335-1-2015 [3] (рис. 3), для приборов иных, чем класса II, – на рис. 4 (рис. 4). Ток утечки измеряют с выключателями «a», «b» и «c», находящимися в замкнутом положении. Затем измерения повторяют с каждым из выключателей «a», «b» и «c» разомкнутым по очереди, когда другие два выключателя остаются замкнутыми. Для приборов, предназначенных быть соединенными только звездой, нейтраль не присоединяют.

Принципиальная схема для измерения тока утечки приборов класса IIРис. 1. Принципиальная схема для измерения тока утечки при температуре оперирования для однофазного присоединения приборов класса II (на основе рисунка 1 из ГОСТ IEC 60335-1-2015)

На рисунке показано:

  • C – цепь рис. 4 стандарта ГОСТ Р МЭК 60990-2010;
  • 1 – доступная часть;
  • 2 – недоступная металлическая часть;
  • 3 – основная изоляция;
  • 4 – дополнительная изоляция;
  • 5 – двойная изоляция;
  • 6 – усиленная изоляция.

Если электроприбор содержит в себе конденсаторы и обеспечен однополюсным выключателем, измерения повторяют с выключателем, находящимся в положении «Отключено». Если электроприбор содержит в себе устройство регулирования температуры, которое оперирует в течение испытания, ток утечки измеряют непосредственно до того, как устройство регулирования разомкнет цепь.

Принципиальная схема для измерения тока утечки для приборов иных, чем класса IIРис. 2. Принципиальная схема для измерения тока утечки при температуре оперирования для однофазного присоединения приборов иных, чем класса II (на основе рисунка 2 из ГОСТ IEC 60335-1-2015)

Примечание. Для приборов класса 0I и приборов класса I C (измерительный многополюсник) может быть заменен амперметром с низким полным сопротивлением.

Принципиальная схема для измерения тока утечки для трехфазного присоединения приборов класса IIРис. 3. Принципиальная схема для измерения тока утечки при температуре оперирования для трехфазного присоединения приборов класса II (на основе рисунка 3 из [2])

На рисунке 3 обозначено:

  • C – цепь рис. 4 стандарта ГОСТ Р МЭК 60990-2010;
  • 1 – доступная часть;
  • 2 – недоступная металлическая часть;
  • 3 – основная изоляция;
  • 4 – дополнительная изоляция;
  • 5 – двойная изоляция.

Принципиальная схема для измерения тока утечки для трехфазного присоединения приборов иных, чем класса IIРис. 4. Принципиальная схема для измерения тока утечки при температуре оперирования для трехфазного присоединения приборов иных, чем класса II (на основе рисунка 4 из [4])

Примечание. Для приборов класса 0I и приборов класса I C (измерительный многополюсник) может быть заменен амперметром с низким полным сопротивлением.

Ток утечки измеряют посредством измерительного многополюсника, схема которого приведена на рис. 10 стандарта ГОСТ Р МЭК 60745-1-2009 [5], между любым полюсом источника питания и доступными металлическими частями и металлической фольгой с площадью не менее 20 × 10 см, находящейся в контакте с доступными поверхностями из изоляционного материала, соединенными вместе. Поэтому ток утечки, измеренный в соответствии с требованиями стандарта ГОСТ Р МЭК 60745-1-2009, равен току прикосновения, измеренному в соответствии с требованиями стандарта МЭК 60990.

Трехфазные инструменты, которые пригодны для однофазного питания, испытывают как однофазные инструменты с тремя секциями, соединенными параллельно. Для однофазных инструментов и трехфазных инструментов, испытываемых как однофазные инструменты, ток утечки измеряют с многопозиционным переключателем, показанным на рис. 3 ГОСТ Р МЭК 60745-1-2009 (рис. 5), находящимся в каждой из позиций «1» и «2», и выключателем «S1», находящимся в положении «Включено».

Схема для измерения тока утечки для однофазного присоединения и трехфазных инструментовРис. 5. Схема для измерения тока утечки при температуре оперирования для однофазного присоединения и трехфазных инструментов, пригодных для однофазного питания (на основе рисунка 5 из ГОСТ Р МЭК 60745-1-2009)

На рисунке 5 показано:

  • C – цепь рис. 10 (из ГОСТ Р МЭК 60745-1-2009) для измерителя тока утечки;
  • S – выключатель питания испытываемого изделия;
  • 1 – доступная часть;
  • 2 – недоступная металлическая часть;
  • 3 – основная изоляция;
  • 4 – дополнительная изоляция;
    5 – усиленная изоляция;
  • 6 – двойная изоляция.

Для трехфазных инструментов, непригодных для однофазного питания, ток утечки измеряют в соответствии с рис. 4 ГОСТ Р МЭК 60745-1-2009 (рис. 6) с выключателями «a», «b» и «c», находящимися в положении «Включено». Для инструментов, предназначенных быть соединенными только звездой, нейтраль не присоединяют.

Если инструмент содержит в себе один или более конденсаторов и обеспечен однополюсным выключателем, измерения повторяют с выключателем, находящимся в положении «Отключено».

Схема для измерения тока утечки для трехфазных инструментов, пригодных для однофазного питанияРис. 6. Схема для измерения тока утечки при температуре оперирования для однофазного присоединения и трехфазных инструментов, пригодных для однофазного питания (на основе рисунка 6 из ГОСТ Р МЭК 60745-1-2009)

На рисунке 6 показано:

  • C – цепь рис. 10 (из ГОСТ Р МЭК 60745-1-2009) для измерителя тока утечки;
  • 1 – доступная часть;
  • 2 – недоступная металлическая часть;
  • 3 – основная изоляция;
  • 4 – дополнительная изоляция;
  • 5 – трехфазное питание;
  • 6 – двойная изоляция.

См. также:

  • Сертификация и диагностика волоконно-оптических линий

  • Самые популярные оптические рефлектометры в России

  • Проверка АКБ: какие параметры аккумуляторных батарей нужно проверять и как это сделать?

  • Практические рекомендации по строительству корпоративных Wi-Fi сетей!

Что делать после обнаружения места утечки

  • Поскольку пользоваться электроприбором, у которого есть ток утечки, небезопасно, неисправность устраняется. Проводка с поврежденной изоляцией подлежит замене, простое оборачивание изолентой — временная мера.
  • Если причиной нарушения изоляции послужил элемент крепления (пережатый хомут из металла), способ монтажа надо изменить.
  • При обнаружении подтекания в контактных группах, достаточно устранить причину повышенной влажности.
  • Если причиной нарушения целостности изоляции стала вибрация (например, провод холодильника или стиральной машинки), необходимо переставить электроприбор.

После устранения проблем и причин нарушения изоляции, необходимо произвести повторное измерение тока утечки сразу после проведения работ. Затем, на проблемных электроприборах измерение производится регулярно, хотя бы один раз в месяц.

Поиск проблем в электропроводке

Поврежденная цепь скрытой проводки часто становится причиной поражения током при ремонтно-отделочных работах. Наличие утечки легко проверить транзисторным радиоприемником.

Устройство настраивают на улавливание средней и длинной волны, прослушку станции в режиме молчания. Радиоприемник включают на полную громкость и начинают поиск, проводя им практически по стене. Шумы динамика и фоновые помехи говорят о повреждении коммуникаций.

Средства защиты

Устройство защитного отключения (УЗО)

Чтобы обезопасить себя от поражения током, а бытовую технику от поломок, используются следующие методы защиты:

  • заземление всех домашних приборов и устройств;
  • установка ШДУП (шины дополнительного выравнивания потенциалов) в ванной комнате;
  • установка УЗО, который реагирует на суммарные показания около 100 мА и быстро выключает приборы;
  • установка дифавтомата, отключающего электричество только на поврежденных участках;
  • замена распаечных колодок в щитке и соединение их качественными клеммами;
  • прокладка новой электрической линии с качественной изоляцией.

Организация защиты требует соблюдения норм безопасности и профессиональных навыков, поэтому понадобится помощь специалистов.

Обнаружение утечки тока позволит защитить человека от травм или смерти, предотвратит поломки техники. Самостоятельные изменения стоит проводить с соблюдением техники безопасности, а линию защиты организовывать с задействованием квалифицированных электриков.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...