Устройства защиты от дугового пробоя

Что же такое электрическая дуга?

По сути, так в обиходе именуют хорошо известный в физике и электротехнике дуговой разряд – вид самостоятельного электроразряда в газе. Каковы же физические свойства электрической дуги? Она горит в широком диапазоне давления газа, при постоянном или переменном (до 1000 Гц) напряжении между электродами в диапазоне от нескольких вольт (сварочная дуга) до десятков киловольт. Максимальная плотность тока дуги наблюдается на катоде (102-108 А/см2), где она стягивается в катодное пятно, очень яркое и малое по размерам. Оно беспорядочно и непрерывно перемещается по всей площади электрода. Температура его такова, что материал катода в нем кипит. Поэтому возникают идеальные условия для термоэлектронной эмиссии электронов в прикатодное пространство. Над ним образуется небольшой слой, заряженный положительно и обеспечивающий ускорение эмитируемых электронов до скоростей, при которых они ударно ионизируют атомы и молекулы среды в межэлектродном промежутке.

Такое же пятно, но несколько большее и малоподвижное, формируется и на аноде. Температура в нем близкая к катодному пятну.

Если ток дуги порядка нескольких десятков ампер, то из обоих электродов вытекают с большой скоростью нормально к их поверхностям плазменные струи или факелы (см. на фото ниже).

При больших токах (100-300 А) возникают добавочные плазменные струи, и дуга становится похожей на пучок плазменных нитей (см. на фото ниже).

Принцип работы устройств защиты от искрения

Каким же образом искрозащитное устройство, которое стоит в электрощитке на входе в дом, видит искрение провода в самой дальней розетке спальни или зала? Какая магия здесь используется?

Конечно же магии тут никакой нет, все основано на законах физики. Аппарат главным образом следит за спектром тока проходящего через него.

Когда в цепи электропроводки в любом месте начинается искрение, во первых искажается синусоида и она становится рваной. Сила тока и напряжение начинают скачкообразно изменяться. Возникают помехи.

Однако если бы защита была отстроена на отслеживание только этих параметров, было бы очень много ложных срабатываний. Именно этим грешили самые первые экземпляры.

Поэтому последние качественные УЗИС или УЗДП анализируют массу параметров:

величину

форму

полярность

продолжительность

и темп следования скачков

Производителям аппаратов защиты от искрения и дуги, предписаны стандартом ГОСТ следующие три главные задачи:

проанализировать ток, и при этом убедиться что его источник именно дуга, а не полезная нагрузка

Все что искрит с током дуги меньше чем 2,5А устройство вправе игнорировать и пропускать.

выяснить насколько опасна эта дуга по ее мощности

Ведь простое включение вилки в розетку также вызывает искрение. Но при этом ничего отключаться не должно.

если первые две задачи успешно решены и ток выявлен, то его нужно успеть разорвать в заданное время

Установка противопожарной защиты: где ставить модуль по науке

Монтаж электропроводки в деревянном доме и каркасном строительстве требует точного понимания условий срабатывания применяемых защит, учета их возможностей.

Сразу надо определиться с тем, что не все ослабленные контакты вызывают электрическую дугу. Вначале происходит просто повышенный нагрев переходного сопротивления, как на картинке сигнализации перегрузки сурового русского светодиода, путешествующей по просторам рунета.

Зажимная гайка контакта раскалена докрасна, металл шины и токоведущей жилы почернел, а искр нет. Конечно, сказывается конструкция вводного щита: металл и бетон. Гореть нечему от подобного нагрева.

Старая алюминиевая проводка 2,5 квадрата или медная на полтора, проложенная для розеточных групп, тоже станет перегреваться. Но микродуги в ней возникнут со временем, только после повреждения изоляции.

Производители AFDD сталкиваются со сложными инженерными задачами, связанными с реализацией:

  1. надежного определения момента образования микродуги на всем диапазоне рабочего тока от минимально допустимой до номинальной величины;
  2. четкого отличия помех в сети от работающих электродвигателей и другой бытовой техники;
  3. своевременного отключения мест повреждений, способных вызвать возгорание для локализации пожара.

Все модули AFDD зарубежных производителей с учетом точной работы создаются для подключения к отдельной линии или двум с нагрузкой до 20-40 A. В каркасном строительстве на вводе их не ставят.

Компании Меандр и Эколайт почему-то используют совсем другой путь: монтаж на вводе. Они преподносят это как преимущество перед своими зарубежными аналогами.

Смотрите рекламный видеоролик самого Меандра на времени 2,40.

В свое детище производитель постарался внести множество функций, даже защита от импульсного перенапряжения встроена.

Неплохой маркетинговый ход для увеличения продаж. Ведь намного привлекательнее поставить одну защиту на вводе, чем несколько на отдельных линиях. Создается значительная экономия денег на покупку оборудования. Однако подобная затея пока, на мой взгляд, обречена на провал.

Номинальный ток УЗМ 51МД выбран 63 А. Обеспечить точность определения момента дуги и отстройку ее от бытовых помех на таком диапазоне — очень сложная задача.

Как показывают отзывы покупателей (их достаточно много в интернет), она не решена.

Происходит очень много ложных срабатываний. Об этом говорит видеоролик Павла Музляева “Испытание УЗМ-51МД”. У него для тестирования защиты используется самый простой набор бытовых электроприборов. Посмотрите.

Поставите такое устройство на вводе и при подключении любого прибора рискуете остаться без света.

Чем привлекателен опыт зарубежных компаний

Иностранные производители AFDD свои модули создают конструкцией, совмещенной с другими токовыми защитами: УЗО, дифференциальными и автоматическим выключателями.

Их ставят на отдельные линии с учетом питания конкретных видов нагрузок и гарантированного отключения опасных коротких замыканий при аварийных ситуациях.

Методика поиска искрящего места

Искрение — это предвестник пожара. Поэтому если устройство искровой защиты постоянно срабатывает, то нужно искать место нестабильного контакта

Внимание следует обратить на следующие узлы:

  1. Распределительные коробки. Открыть, посмотреть, поискать запах гари. Если отключить в квартире напряжение, то скрутки допустимо прощупать на нагрев.
  2. Розетки, удлинители, штепсельные вилки. Они также греются и дымят при нагреве.
  3. Квартирный распределительный щит. Часто бывают расшатаны винты на клеммах автоматических выключателей. Вследствие этого возникает плохой контакт с проводами и искрение. Клеммники на автоматах следует периодически подтягивать, но без фанатизма.

https://youtube.com/watch?v=ZYsLuwLibZY

Отдельно следует отметить основные признаки искрящих контактов:

  • треск на месте искрения;
  • запах гари;
  • перегрев соединений;
  • дым;
  • моргающий свет;
  • треск в динамиках акустических систем;
  • свет, искры.

Принцип работы УЗДП основан на отслеживании состояния напряжения и тока в электропроводке. Контроль этих параметров позволяет на ранних этапах зафиксировать появление искр и дуги в скрутках и клеммниках и отключить электропитание квартиры. Как следствие, существенно снижается риск возгорания проводки или поломки дорогой бытовой электроники.

Устройство защиты от дуги более всего напоминает реле напряжения. Оба аппарата защиты имеют верхний и нижний предел рабочего напряжения. Однако УЗДП обладает более широким функционалом, то есть умеет срабатывать на искрение в скрутках и прочие ненадежные подгорающие контакты.

Устройство защиты от искрения (УЗИС): назначение, виды, характеристики и схема подключения

Скачать информацию по УЗДП

И для полноты картины, как и обещал, выкладываю для скачивания всё, что есть по теме.• ГОСТ IEC 62606-2016 / МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ ГОСТ IEC 62606-2016. Устройства защиты бытового и аналогичного назначения при дуговом пробое. Общие требования, pdf, 2.28 MB, скачан: 302 раз./ • IEK MDP10-16_rukovodstvo_po_ekspluatatsi / УЗДП — инструкция и руководство по эксплуатации. Для всех моделей на разные токи — мануал одинаков, pdf, 2.85 MB, скачан: 271 раз./ • ВОПРОС-ответ УЗДП / В вопросах и ответах — о принципах работы УЗДП, pdf, 217.55 kB, скачан: 362 раз./ На этом всё, жду ваших отзывов, комментариев и вопросов.

Виды УЗИП

Существующие УЗИП отличаются по быстроте срабатывания. Различия объясняются неодинаковыми конструкциями и принципами работы приборов. Поэтому принято выделять 3 вида устройств молниезащиты:

  1. Искровые промежутки (разрядники). Представляют собой воздушный зазор между электродами.
  2. Варисторные ограничители перенапряжения (ОПН). Полупроводниковые устройства. Резко снижают сопротивления при возрастании напряжения. Встречаются в УЗИП, устанавливаемых в квартирные щитки, на платах бытовой техники и на опорах ЛЭП.
  3. Комбинированные устройства. Сочетают в себе оба из перечисленных типов устройств.

Искровые промежутки (разрядники)

Наиболее старый и простой тип защиты от перенапряжения. Как правило, разрядники используются в трансформаторных подстанциях и распределительных устройствах. На таких объектах возможны резкие скачки напряжения при коммутационных процессах.

Имеется 2 электрода. Один подключается к заземлению. Второй к защищаемой линии. Пока разность потенциалов между электродами находится в пределах нормы, разрядник обладает большим сопротивлением воздуха. Как только напряжение между электродами превышает заданный уровень, происходит пробой воздушного промежутка (пролетает искра). Разрядник на доли секунды сбрасывает сопротивление.

УЗИП на основе искровых разрядников

Напряжение срабатывания разрядника регулируется расстоянием между электродами. Чем оно больше, тем выше вольтаж, при котором произойдет пробой воздушного промежутка.

Важно! Если долго проходить в помещении в синтетической куртке, а потом прикоснуться к чему-то металлическому, то между пальцем и железным предметом пролетит искра. Произойдет пробой воздушного промежутка между заряженной от трения курткой и железным предметом. Разрядники работают по аналогичному принципу

Разрядники работают по аналогичному принципу.

Варисторные ограничители перенапряжения

Низковольтный вариант данного устройства применяется в квартирных электрощитах. Для этого на корпусе предусмотрено стандартное крепление под DIN-рейку. Прибор работает с напряжениями 220/380 В и предохраняет от перенапряжения отдельную квартиру или трехфазного потребителя.

Высоковольтный вариант устанавливается на линии 10 кВ и выше. Обладает сравнительно большими размерами и мощным керамическим корпусом белого или коричневого цвета. Данный ограничитель импульсных перенапряжений еще называют вентильным разрядником (не путать с искровым промежутком).

Ограничитель импульсных напряжений на варисторах

Комбинированные устройства

Комбинированные УЗИП сочетают достоинства от вышеперечисленных защитных устройств. Основные из них таковы:

  1. Низкое напряжение срабатывания варисторных ОПН. Как следствие, высокая чувствительность к самым незначительным превышениям напряжения.
  2. Большая рассеиваемая мощность искровых разрядников. Некоторые модели способны пропускать токи в десятки килоампер.

Черным по белому — читаем инструкцию

Отдельно стоит остановиться на инструкции, которая очень подробная. В ней даже указаны метрические размеры устройства, хотя мне это кажется лишней информацией: ну два же модуля, и так все понятно.

Перечислены обязательные в таких случаях адреса представительств компании, гарантийный срок эксплуатации (3 года), дата производства и так далее. И подробно расписано, от чего УЗДП защищает и как определить зону его функционирования.

Там очень интересный нюанс. Оказывается, если линия розеток собрана шлейфом и где-то посередине этого шлейфа подключен потребитель с импульсным источником питания (например, телевизор), то все розетки, расположенные дальше от УЗДП, уже не будут защищены. Или будут, но средство контроля не сможет это показать.


Потребители с импульсными источниками питания могут ослабить сигнал от дугового пробоя. На схеме часть розеток не входит в зону функционирования

Все дело в физике процесса. Устройство содержит электронный компонент, который анализирует характер синусоидального колебания тока в электрической сети. При искрении синусоида приобретает неправильную форму за счёт появления дополнительных гармоник. Автоматика фиксирует возникновение дугового пробоя и приводит в действие расцепитель, который разрывает электрическую цепь.

Потребители с импульсными источниками питания (компьютеры, телевизоры, цифровые приемники, импульсные трансформаторы для питания галогенных ламп и т. п.) ослабляют сигнал дугового пробоя. Чтобы этого избежать, рекомендуется подключить такую группу потребителей через стандартный сетевой удлинитель с длиной шнура 3-10 м.


Зона функционирования УЗДП расширена благодаря подключению потребителей через стандартный сетевой удлинитель

Как найти место где искрит и почему выбивает дугозащита

Допустим устройство у вас сработало и все отключилось. Как найти место где возникла дуга и появились искры? Если у вас двухэтажный особняк с полсотней розеток, куда бежать в первую очередь и как узнать эту очередность?

Тут вам поможет ваш электрощиток. Чем больше в нем будет групп и автоматов, тем лучше. 

Каждый автомат отвечает за определенную комнату или зону в доме. Отключаете их все скопом, после чего включаете УЗДП.

Далее по одному начинаете включать автоматические выключатели. Причем после включения каждого автомата выжидаете минимум по 10 секунд и только потом переходите к другому.

Имейте в виду, что в цепи должны быть подключены все приборы, которые работали до этого. Кроме того, они должны быть под нагрузкой, а не на холостом ходу. Иначе при токе до 2,5А устройство защиты от дуги может не сработать.

При включении дефектной линии дугозащита должна вновь отключить ее. Тем самым, вы определите проблемную зону или группу. Допустим это кухня. 

Отправляете туда жену, чтобы она наблюдала, а вы тем временем вновь запускаете автомат. Визуально или по звуку можно будет установить место искрения.

А если все равно ничего не видно и не слышно? Тогда действуйте следующим образом. Начните поочередно выключать из розеток все приборы на этой линии.

Если УЗИС все равно срабатывает, то причина в самой проводке, а если нет, то виноват какой-то из отключенных приборов или конкретная розетка.

Включите в эту розетку другой прибор и посмотрите что изменится.

Внешний вид и строение прибора

Устройство защиты проводки от искрения обладает стандартной для любых модульных устройств конструкцией. УЗИс крепится в щит с помощью DIN-рейки. На передней панели устройства есть 4 винтовых контакта для подключения проводов:

  • вход фаза (L in);
  • вход ноль (N in);
  • выход фаза (L out);
  • выход ноль (N out).

На вход подается питающее напряжение 230 В. Например, от счетчика или вводного автомата. На выход подключается нагрузка. Например, розетки или сеть освещения.


Устройство защиты от искрения EcoEnergy УЗИс-С1-40

На корпусе устройства есть рычаг для включения и отключения. По его положению судят о состоянии прибора. Если рычаг указывает на 0 — выключено, если на 1 — включено. Также о состоянии защиты можно судить по индикаторному светодиоду (лампочке). Если он горит зеленым цветом, то все в порядке. Если горит или моргает красным — устройство защиты выключилось. Подробная расшифровка значений свечения лампочки имеется на корпусе аппарата.

Рядом с рычагом есть небольшой регулятор под отвертку (крутилка). Он позволяет выставить значение напряжения, при котором УЗИс автоматически отключится. То есть данный аппарат умеет защищать сеть не только от искрения, но и от перенапряжения.

Рекомендации по электромагнитным реле

При коммутации с помощью мощных электромагнитных реле индуктивных нагрузок контакты реле обгорают под воздействием дуговых разрядов. Для уменьшения повреждения контактов реле такими дуговыми разрядами теоретически можно использовать:

  • специальные реле с большими контактными промежутками (до 10 мм и более) и высокой скоростью выключения, обеспечиваемой сильными контактными пружинами;
  • магнитный обдув контактов, реализуемый установкой постоянного магнита или электромагнита в плоскости контактного промежутка реле. Магнитное поле препятствует появлению и развитию дуги и эффективно оберегает контакты реле от обгорания;
  • искрогасящие цепи, устанавливаемые параллельно контактам реле или параллельно индуктивной нагрузке.

Первые два способа гарантируют высокую надежность за счет конструктивных мер при разработке реле. Внешних элементов защиты контактов при этом обычно не требуется, но специальные электромагнитные реле и магнитный обдув контактов достаточно экзотичны, дороги и отличаются большими размерами и солидной мощностью катушки (у электромеханических реле с большим расстоянием между контактами сильные контактные пружины).

Промышленная электротехника ориентируется на недорогие стандартные электро магнитные реле, поэтому применение искрогасящих цепей является наиболее распространенным способом гашения дуговых разрядов на контактах.

Теоретически для гашения дуги в электро механических реле можно использовать многие физические принципы, но на практике находят применение следующие эффективные и экономичные схемы:

  • RC-цепи;
  • диоды супрессоры;
  • варисторы;
  • комбинированные схемы, например, варистор + RC-цепь.

Защитные цепи можно включать:

  • параллельно индуктивной нагрузке;
  • параллельно контактам реле;
  • параллельно контактам электромагнитных реле и нагрузке одновременно.

Ниже показаны типовые варианты защитных цепей:

Расчет таких цепей несложен, цена невелика, а ресурс работы контактов реле удается повысить минимум в два-три раза, а иногда и на порядок.

Пренебрежение искрогасящими цепями нельзя оправдать ни экономическими факторами, ни проблемами недостатка места в оборудовании, ни даже личным недоверием инженеров к этому способу защиты контактов реле. Недоверие такого рода вызвано обычно недостатком опыта эксплуатации релейной техники.

Влияние дуговых разрядов на стабильность работы контактов реле столь велико, что для инженера знание основ расчета и применения защитных схем является просто обязательным условием.

Принцип действия дуговой защиты

Дифференциальная защита

Для предотвращения выгорания ячеек комплектных распределительных устройств в современных схемах предусмотрены электродуговые защитные реле, которые выводят выключатели из рабочего положения при обнаружении повреждения в ячейке. Дуговая защита КРУ срабатывает гораздо быстрее и эффективнее традиционной максимальной токовой защиты (МТЗ), предохраняющей энергооборудование увеличением тока в цепи при выявлении КЗ.


Дуговая защита на КРУ

Принцип защитного действия реле основан на распознавании датчиком вспышки электрической дуги и передаче информации исполнительным элементам, которые срабатывают отключением электроэнергии в КРУ для предупреждения негативных ситуаций. Появление дуги вызывает изменение параметров: яркости света, характеристик в цепи, давления и температуры.

Чтобы замыкания не перешли на другие ячейки КРУ, предусмотрено полное отключение оборудования, в том числе и дуговая защита шин (проводников электрического тока с низким сопротивлением).

Как выявить искрение?

Предусмотрев и исключив все предыдущие случаи, остаётся найти решение для последнего пункта.

Бороться и вовремя выявить искрение в проводке, в розетке, в соединительном кабеле или самом электроприборе немного сложнее технически, чем в остальных случаях.

В огнеопасных помещениях или деревянных домах делают проводку в огнеупорных рукавах. Приборы защищают разными не горючими корпусами и т.п., мер и правил довольно много. Но нас интересует способ обезопасить себя в быту, в обычной квартире, доме даче или гараже, при этом желательно без грандиозных перестроек, капремонта и сумасшедших вложений.

AFDD Eaton

Для этого придуманы защитные устройства, которые отключают подачу энергии и исключают возможность возгорания и пожара от электрической дуги, которые можно применить как на старой проводке, так и при капремонте или обустройстве новой электропроводки в новых постройках.

Название устройства – УЗИС (Устройство Защиты от Искрения), или AFDD в иностранной аббревиатуре.

AFDD Eaton, американский корпус

Информации в интернете на русском языке на эту тему мало, даже на Википедии нет, на английском на Википедии есть только.

Все что мне попадалось, очень скудно, мельком и мало разъясняет зачем оно нужно. Очень много ошибочных мнений. На пример слышал что такой устройство называют противопожарным УЗО, которое защитит вводной кабель в земле к дому

Для чего нужно устройство защиты от искрения (УЗИс)

По статистике большинство возгораний и образовавшихся после этого пожаров возникают по причине неисправности электроприборов, а также вследствие плохого контакта на участке цепи, таком как переходники и удлинители. В этой статье речь пойдет об устройстве защиты от искрения УЗИс-С1-40 от , которое как раз и обеспечивает распознание искрения на проблемном участке цепи и производит своевременное отключение, а также защиту контролируемого участка.

Ниже мы подробно расскажем, что такое УЗИс, как работает данный аппарат и какая у него схема подключения.

Конструктивные особенности

Прибор изготовлен для установки на стандартную 35 мм DIN рейку. Устройство защиты от искрения имеет неразборный корпус IP40 с четырьмя контактами, IN и OUT для подключения в электросеть. С правого бока корпуса нанесена схема подключения в электросеть, с условными обозначениями входа и выхода, а также предполагаемой нагрузки.

На лицевой стороне расположен рычаг свободного расцепителя, для включения и отключения защищаемой цепи. Там же размещен регулятор установки максимального допустимого напряжения сети, с 260 до 290 Вольт. Для взаимодействия с пользователем выведен светодиод, по режимам индикации которого можно определить состояние прибора и контролируемой сети.

Клемма IN (вход), расположена снизу устройства, а OUT (выход на потребителей) расположился вверху. Такое решение призвано для удобства монтажа в распределительный щит и экономии места в нем

Также стоить обратить внимание на то, что проводник L коммутируется в устройстве, а N соединяет вход и выход без разрыва

В комплекте с прибором поставляется средство контроля функционирования зоны защиты, которое имитирует искрение в сети. Выполнено оно в форме вилки для стандартной розетки.

С помощью данного прибора можно определить исправность УЗИс, а также проконтролировать зону функционирования защиты устройства (чувствительность аппарата).

Используя средство контроля можно определить способность защиты от искрения чувствовать начало опасных процессов на определенной дистанции, поскольку на продолжительных линиях сигнал затухает и не детектируется прибором защиты.

На видео ниже вы можете ознакомиться с испытаниями устройства защиты от искрения, в том числе и нашим:

Важно! На зону функционирования могут воздействовать помехи от импульсных источников питания электроприборов. В этом случае производитель рекомендует подключение проблемных потребителей через стандартный 3-х метровый удлинитель. Помимо этого в комплекте идет наклейка с расшифровкой сигналов индикатора УЗИс, которая наклеивается на дверцу ЩР

Помимо этого в комплекте идет наклейка с расшифровкой сигналов индикатора УЗИс, которая наклеивается на дверцу ЩР.

Основные технические характеристики устройства защиты от искрения:

Чтобы узнать больше о рассматриваемом приборе, рекомендуем просмотреть видео:

Схема подключения

Возможные варианты подключения УЗИс-С1-40 предоставлены ниже:

После установки и присоединения никаких дополнительных установок не требуется. При подаче напряжения в сеть, контролер проверяет значение напряжения сети и установкой заданной пользователем. Если все в порядке с напряжением, загорается зеленый свет индикатора.

Таблица световой индикации прибора:

Подводим итог

Установка УЗИс в систему защиты и управления электроснабжением снижает возможность возгорания электропроводки от ненадежного контакта и последующего перегрева проблемного участка.

Устройство защиты от искрения напрочь отсекает возможность использования неквалифицированных «шабашников и халтурщиков», которые не соблюдают или не знакомы с правилами ПУЭ, а также экономят на клиентах. Поэтому коллектив Сам Электрик рекомендует к установке УЗИс-С1-40.

К тому же при превышении опасного порога напряжения в сети данный аппарат производит отключение, выполняя функцию реле максимально напряжения.

  1. Делать визуальный осмотр, удалять пыль с поверхности.
  2. Производить затяжку винтов на устройстве, с соблюдением правил электробезопасности.
  3. Проверять работоспособность УЗИс с применением средства контроля не реже одного раза в полгода.

Напоследок рекомендуем просмотреть видео, на котором наглядно сравниваются устройства защиты от искрения различных производителей:

Как вы видите, на рынке существует достаточно много некачественной продукции, которая не сможет полноценно выполнять свое главное назначение — защищать проводку от возгорания при возникновении искры

Поэтому важно отдавать предпочтение только проверенным аппаратам, которые прошли все испытания и доказали, что с основной задачей они могут справиться

Гашение дуги увеличением ее сопротивления

В этом методе сопротивление на пути дуги растет с течением времени так, что ток уменьшается до значения, недостаточного для ее поддержания. Следовательно, он прерывается, и электрическая дуга гаснет. Основной недостаток этого метода состоит в том, что время гашения достаточно велико, и в дуге успевает рассеиваться огромная энергия.

Сопротивление дуги может быть увеличена путем:

  • Удлинения дуги – сопротивление дуги прямо пропорциональна ее длине. Длина дуги может быть увеличена за счет изменения зазора между контактами.
  • Охлаждением дуги, точнее среды между контактами. Эффективное охлаждение обдувом должно быть направлено вдоль дуги.
  • Помещением контактов в трудноионизируемую газовую среду (газовые выключатели) или в вакуумную камеру (вакуумные выключатели).
  • Снижением поперечного сечения дуги путем ее пропускания через узкое отверстие, или снижением площади контактов.
  • Разделением дуги — ее сопротивление может быть увеличено путем разделения на ряд небольших дуг, соединенных последовательно. Каждая из них испытывает действие удлинения и охлаждения. Дуга может быть разделена путем введения некоторых проводящих пластин между контактами.

Какие проблемы существуют в домашней сети и как защитить абонентские сети от расхождения параметров

  • превышение допустимого напряжения более, чем на 10 %;
  • снижение напряжения в сети (просад) более, чем на 10 %;
  • кратковременное скачкообразное повышение или снижение напряжения;
  • изменение частоты переменного тока;
  • искрение, дуга на контактах при включении мощного потребителя;
  • обрыв нуля, как следствие — перекос фазы;
  • короткое замыкание на линии или внутри электроприбора.

Часть этих проблем возникает по вине пользователя (содержание оборудования и линий в ненадлежащем состоянии), часть — по вине энергоснабжающей компании. Об этом расскажем подробнее.

Качество энергоснабжения зависит от целого ряда причин:

  • изношенность и соответствие проектной нагрузке линий электропередач;
  • техническое состояние (и собственно наличие) трансформаторных подстанций на каждой абонентской линии;
  • работоспособность автоматики для поддержания параметров электросети в норме;
  • распределение нагрузки между фазами;
  • законность подключения новых абонентов (бывают случаи превышения нормативов ТУ).

Приведем пример

Условие: трехфазный ввод в многоэтажный дом, общий нуль, фазы «A», «B» и «C» равномерно распределены между подъездами 1, 2 и 3. По какой угодно причине (коррозия, механическое повреждение и прочее) происходит обрыв нуля. В это время 1 подъезд нагружен максимально (бойлеры, электродуховки), 2 подъезд — средняя нагрузка (холодильники, освещение), 3 подъезд — минимальная (пара телевизоров и несколько компьютеров).

Что произойдет с каждой фазой?

  1. Фаза «A» — 1 подъезд. Напряжение упадет до минимального значения, близко к нулю.
  2. Фаза «B» — 2 подъезд. С большой долей вероятности, напряжение останется в пределах 220 В, хотя возможно плавающее изменение потенциала.
  3. Фаза «C» — 3 подъезд. На линии с минимальной нагрузкой напряжение приближается к значению между фазами, то есть порядка 380 В.

Поскольку рабочий ток для каждого подключенного абонента (группы абонентов) не превысил установленного значения, автомат защиты по току не сработает. Электроприборы на линии «C» (3 подъезд) выйдут из строя, в самом тяжелом случае — банально сгорят. Часто такая ситуация приводит к пожару.

Как правило, мы не задумываемся, что схема подключения электроэнергии к нашему счетчику вовсе не однофазная. Это касается не только дачных поселков и небольших деревень. Любая абонентская сеть в городах, будь то Москва или районный центр на Дальнем Востоке, создается по единому принципу.

Можно установить индивидуальную трансформаторную подстанцию или мощный стабилизатор. Но стоимость такого оборудования может превысить потери при аварийной ситуации на линии 220 В. Какой выход? Установить устройство защиты УЗМ.

По надежности срабатывания и степени защиты — устройства аналогичные. Однако устройство защиты многофункциональное: например, УЗМ 51М, замыкает цепь самостоятельно, после восстановления параметров электропитания. А вот УЗИс надо включать вручную.

Как происходит пожар

Согласно статистике, главная причина пожара в быту – электропроводка. В новостях обычно причину возгорания называют просто – короткое замыкание. При этом журналисты вообще не понимают сущность этого термина. Имеется ввиду, что причина возгорания – неисправность электропроводки.

Но давайте разберёмся точнее, что может быть причиной несчастья. Я вижу три основные группы причин возгорания из-за электрики:

  1. Перегрузка в результате превышения мощности или короткого замыкания. Возгорание может возникнуть, если неправильно выбрана пара “защитный автомат/провод”. Я к тому, что при правильном выборе номинала автомата и сечения провода (без экономии) возгорания не произойдёт. При перегрузке автомат сработает по тепловой защите, при коротком замыкании – по электромагнитной. Писал об этом не раз, например тут и тут.
  2. Искрение электропроводки в результате плохого контакта или частичного обрыва электрической цепи (последовательный пробой). Тут никакой защитный автомат не поможет, даже правильно выбранный ABB, поскольку ток дуги будет меньше либо равным нормальному току в данной цепи.
  3. Искрение в результате контакта там, где его не должно быть в результате повреждения изоляции или смещения частей электропроводки под напряжением (параллельный пробой). При параллельном пробое ток в цепи может быть больше или меньше нормального тока, но есть большая вероятность, что длительности и уровня тока пробоя не хватит для выключения автомата (неполное КЗ). А вот для воспламенения одежды около искрящей розетки – вполне хватит!

Вот наглядно, в картинках показаны причины возникновения последовательного и параллельного пробоя, приводящие к пожару:

Причины возгораний в электросетях. Кто первый напишет в комментарии, где на этой картинке орфографическая ошибка?

Так вот, устройств для предотвращения дугового пробоя (искрения) в природе не существует. Точнее, их всего два:

  1. Человек со своими органами чувств,
  2. Устройство защиты от дугового пробоя с обнаружением искрения (на основе анализа тока в нагрузке).

Надеяться на органы чувств не стоит, поэтому остается только вариант с электронным обнаружением искрения (УЗДП).

Вот итоговая табличка, кто на что способен:

Причины возгорания и устройства – кто на что реагирует

Коротко поясню –

  • автоматический выключатель (защитный автомат) защищает цепь от превышения тока в цепи выше его номинала и от КЗ;
  • УЗО (устройство защитного отключения) защищает человека от прямого прикосновения к токоведущим частям. Факт прикосновения определяется по повышенному току утечки, после этого цепь отключается;
  • Дифавтомат (дифференциальный автомат) содержит в себе два предыдущих устройства – защитный автомат и УЗО.

Как видно, ни одно из перечисленных устройств не может защитить от искрения и в итоге от пожара. Это способно сделать только УЗДП.

Ниже я дам схему, которая включает все эти устройства, максимально защищая и человека, и электропроводку, и нагрузку от всех бед, включая пожар.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Электрика
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector