Варианты электрических аварий

Человек с интеллектом может устроить в быту несколько видов электрических аварий.

1. Перегрузка.

Это когда тонкий провод пытаются использовать для пропускания слишком большого количества энергии. Тогда провод перегревается, его изоляция плавится или горит.

Для защиты от данной аварии используют автоматы (MCB - Miniature Circuit Breaker) с тепловыми расцепителями. Этот расцепитель в простейшем случае представляет механизм на базе биметаллической пластины, которая пропускает через себя ток, изгибаясь в зависимости от его величины.

Предохранители с плавкими вставками класса gG тоже могут защитить от перегрузки, но потом их придётся менять. Поэтому этот вариант в домашних щитах почти не применяется.

От перегрузки защищают также тепловые реле. Они применяются для защиты трёхфазных двигателей, что в бытовых щитах почти не встречается.

Реле приоритета (например, реле максимального тока РМТ-101 от Новатек-Электро) тоже можно использовать для предотвращения перегрузки, если речь идёт о перегрузке вводного (а не линейного) автомата квартирного щита.

2. Короткое замыкание.

Это когда в розетку (сразу в две дырочки) суют раскрытые ножницы.

Тогда происходит взрыв (так как быстро выделяется много энергии), ножницы и провода плавятся.

Для защиты от данной аварии используют автоматы с электромагнитными расцепителями (MCB - Miniature Circuit Breaker), которые умеют распознавать короткое замыкание по скачку тока. Этот расцепитель в простейшем случае представляет механизм на базе катушки с сердечником, которая пропускает через себя контролируемый ток, втягивая сердечник в себя в случае его скачка. Увидеть эти расцепители без слома автомата можно у автомата типа АП-50, если снять с него крышку.

Ранее, в 60-ые годы, в квартирах использовались автоматы без электромагнитных расцепителей, только с тепловыми расцепителями. При коротком замыкании они тоже срабатывали, так как ток короткого замыкания их нагревал. Сейчас все бытовые автоматы имеют электромагнитные расцепители. Современные бытовые автоматы не только отключают ток короткого замыкания, но и за счёт своего быстродействия ограничивают этот ток (являются токоограничивающими), не давая достичь своего максимума.

Предохранители с плавкими вставками класса aM тоже могут защитить от короткого замыкания, но ценой своей жизни. Автоматы же могут отключить ток короткого замыкания несколько раз, но с каждым разом их ресурс уменьшается (поэтому устраивать кз для испытания своих автоматов не рекомендуется).

3. Пальцы в розетку. Гвозди в розетку. Схватить оголённые фазный и нулевой провода.

Это похоже на случай с ножницами, но есть существенное отличие: тело - не металл. Поэтому через тело пойдёт не очень большой ток. Его хватит для летального исхода, но не хватит для срабатывания автомата. Поэтому автомат не защитит.

УЗО тоже не защитит. Хотя, несколько раз встречал клиентов, которые хотели испытать УЗО именно по этой схеме. Мотивировали это тем, что у них ребёнок и они должны быть уверены в безопасности квартиры. Вроде удалось отговорить.

Защитят только механические шторки на розетках. Никаких умных приборов, отличающих нагрузку от человека, добровольно вставшего в цепь на место нагрузки, не существует.

4. Прикосновение оголённого фазного провода к человеку.

Если человек при этом изолирован от земли и нейтрали, то ему повезло, потому что ток по нему не пойдёт.

Если человек имеет электрическую связь с землёй (стоит без обуви на грунте или сыром бетонном полу), то через тело потечёт ток, который может убить. Описаны случаи, когда при такой схеме убивались от "безопасных" 12 вольт.

Защитит в этом случае УЗО (RCCB - residual current circuit breaker) или дифференциальный автомат (RCBO - residual-current circuit breaker with overcurrent protection) с чувствительностью 10 или 30 мА.

В США устанавливают УЗО 5 мА, но это не значит, что у них там безопаснее. В их сетях 5 мА обеспечивают ту же скорость отключения аварийной цепи, что 30 мА в европейских и наших сетях.

Ниже информация о том, в каких помещениях и с какого года УЗО обязательны в США в соответствии с NEC (National Electrical Code).

5. Удар молнии.

Удары молнии вызывают высокочастотные перенапряжения в сети, которые могут "убить" многие приборы, например УЗО. Для защиты используют УЗИП (устройство защиты от импульсных перенапряжений), которые бывают трёх типов: 1 (ставят в щитах учёта на улице), 2 (ставят на вводе в индивидуальный дом), 3 (ставят рядом с нагрузкой). Бывают УЗИП типа 1+2.

Минусом данных приборов является то, что они не вечные. Об исчерпании их ресурса говорит изменение цвета индикатора.

6. Коммутационные перенапряжения.

Некоторые манипуляции могут вызвать высокочастотные помехи в сети, которые опасны для приборов.

Примеры:

- Сварщик на заводе при помощи гаечного ключа не выключая напряжения подключил свой агрегат к электрическому щиту. В итоге сгорела катушка контактора, которая питалась от этого же щита.

- Хозяин квартиры подключил к сети новый шит. Для проверки работы УЗО вместо кнопки "тест" решил использовать замыкание N на PE (мы не ищем лёгких путей). В результате проверяемые УЗО отключились ~20 раз, после чего перестали включаться. Пришлось менять два прибора.

- Электрик в квартире при подключении розеток для безопасности выключил в щите УЗМ-51М, то есть разомкнул только один полюс. После манипуляций с розетками, в ходе которых жилы неоднократно замыкались друг на друга, оказалось, что все УЗО щита выведены из строя.

Для защиты от коммутационных перенапряжений используют УЗИП и соблюдают правила.

7. Слишком низкое или высокое напряжение в длительном режиме.

В деревнях напряжение обычно слишком низкое. Потому что маломощный понижающий трансформатор, потому что потребители потребляют больше разрешённого, потому что длинные линии от трансформатора до потребителя.

Для защиты используют реле напряжения, стабилизаторы.

8. Обрыв нуля.

Это частный случай предыдущего пункта. Данная авария приводит к появлению в однофазных розетках вместо 220 вольт нестабильного напряжения от 0 до 380 вольт.

Для защиты используют реле напряжения. Причём, эти реле, даже будучи однофазными, должны иметь рабочее напряжение обязательно не ниже 380 вольт. УЗМ-51М, УЗМ-51МД соответствуют этим требованиям.

9. Электрическая дуга или искра.

Самые доступные приборы для защиты: УЗМ-50МД, УЗМ-51МД.

У нас эта защита не обязательна, а в США наоборот. Видимо, потому что у них там везде горючие щитовые домики с нестрогими правилами монтажа, а у нас суровый бетон. Если же деревянный домик делается у нас, то в отличии от США вся скрытая проводка должна прятаться в толстостенные стальные трубы, что снижает актуальность детекторов дуги.

Приборы защиты в Европе называются AFDD (Arc-fault detection device, "устройство обнаружения дугового пробоя"), в США называются AFCI (Arc-fault circuit interrupter, "разъединитель при дуговом пробое").

Ниже история внедрения обязательной защиты от дуги в США.

10. Плохой зажим.

Он может вызвать перегрев контакта, расплавление корпуса прибора, пожар.

Для профилактики нужно:

- Не использовать алюминий внутри дома. Так как он мягче меди и плывёт под механическим воздействием, ухудшая зажим.

- Регулярно обслуживать (затягивать) винтовые зажимы.

- Использовать пружинные зажимы, так как они умеют догонять уходящий от давления металл.

- Не использовать плохие зажимы. Например, когда провод фиксируется острым винтом. Такие винты попадаются в дешёвых клеммных колодках, как на фотографии.

11. Пропадание фазы.

Если в доме есть нагрузка, которая должна работать только от трёх фаз, то имеет смысл поставить для её защиты трёхфазное реле контроля напряжения, например УЗМ-3-63К от Меандра. На ввод щита такое реле ставить не стоит, так как оно при проблеме с одной фазой отключает все фазы, а не только аварийную.