Přetížení v napájecím zdroji vážně zhoršuje elektrické vedení a izolaci, což může vést k přehřátí, zkratu, úrazu elektrickým proudem nebo vážnému požáru. Proto je jedním z důležitých úkolů při instalaci domácí napájecí sítě zajistit spolehlivou ochranu elektroinstalace, eliminující napěťové rázy, silné zahřívání a tavení izolátorů, jiskření, elektrické oblouky a zkraty.
Ochrana elektroinstalace před selháním může být provedena rychle a zcela jednoduše. K tomu je však lepší využít pomoci profesionálních elektrikářů, kteří se v elektrické bezpečnosti dobře vyznají a dokážou zajistit požadovanou úroveň zabezpečení sítě i ve fázi elektroinstalace.
Přetížení sítě a zkraty. Proč je to nebezpečné?
Pokud je do elektrické sítě dodáván proud se zvýšeným napětím a silou, pak se podle prvního Ohmova zákona izolační odpor sníží a nemusí to prostě odolat: drát se začne zahřívat, tavit a hořet. Při náhlém skoku síťového proudu o stovky ampér nemusí kapacita kabelu stačit (nedostatečný průřez), což způsobí náhlé přehřátí elektroinstalace a zkrat.
Aby bylo možné chránit elektrické vedení před přetížením a zkratem, je nutné:
– Používejte kabely s dostatečným průřezem vodičů a spolehlivou izolací. Správně zvolený průřez jádra zaručuje dobrý průtok proudu, přiměřený odpor sítě, ochranu před přehříváním a přehříváním izolace (při velké ploše průřezu se teplo odvádí do okolí).
– Nezapomeňte uzemnit síť. Nadměrný proud půjde do země, čímž vyhladí silné napěťové rázy a přehřátí.
– Nainstalujte ochranná zařízení (RCD) do elektrického obvodu. Stroje budou schopny nezávisle odpojit síť od napájení během přetížení a přepětí.
Jedná se o nejjednodušší a nejspolehlivější způsoby, jak zabránit zkratům v sítích a chránit váš domov před požárem.
Ochrana elektrických sítí před přetížením a zkratem
Zvažme výše uvedené metody ochrany podrobněji.
Výběr průřezů kabelů
Proud určité síly a napětí vyžaduje odpovídající odpor a přenos tepla.
Odpor a přenos tepla závisí na ploše průřezu vodiče.
– Pokud je zatížení příliš vysoké a průřez nestačí, kabel se začne zahřívat a tavit, což je nebezpečné.
– Pokud průřez odpovídá aktuálním parametrům (lépe – má rezervu), je odpor každého čtverečního milimetru vodiče vyšší a vzniklé teplo kabel neohřívá, ale jde do okolí.
Podle PUE vyžaduje každá elektrická zátěž vhodný průřez kabelů. Při výpočtu potřebného průřezu vedení pomocí vzorce: S = (3.14 x D žil) / 4 dostaneme přesné hodnoty, které je třeba zaokrouhlit nahoru (pokud výpočet dává 2.3 mm2, je třeba zvolit kabel 2.5 mm2).
V domácích elektrických sítích odborníci doporučují používat pravidlo: 1.5 mm2 pro svítidla, 2.5 mm2 pro napájení zásuvek. V tomto případě bude přetížení prakticky vyloučeno.
Stav elektroinstalace
Stav elektrických rozvodů a připojených zařízení je také nesmírně důležitý pro ochranu vaší domácí sítě před přetížením, požáry a zkraty.
– Při poškození, natavení nebo prasknutí izolace ve vodičích může dojít k úniku proudu, který „prorazí“ tělo elektrospotřebiče nebo mokré povrchy, což je nebezpečné kvůli zkratu a úrazu elektrickým proudem. Proto musí být izolace neporušená a spolehlivá.
– Připojení vodičů musí být také spolehlivé a dobře izolované, aby se zabránilo svodovému proudu a úrazu elektrickým proudem v důsledku náhodného kontaktu. Zkroucení je vyloučeno – jsou vyžadovány chráněné svorkovnice, pájení nebo svařování vodičů.
– Zásuvky, vypínače a objímky žárovek musí být nové, pevně upevněné a uzavřené proti přímému kontaktu. Navíc by jich měl být dostatečný počet, aby se předešlo použití nespolehlivých prodlužovacích kabelů.
– Elektrický systém musí být uzemněn tak, aby nadměrné napětí proudilo do země a zakrývalo přepětí.
Stav elektroinstalace by měl být pravidelně kontrolován, a pokud je detekován svodový proud, je třeba jej neprodleně zkontrolovat.
Zařízení pro zabezpečení sítě
Aby se zabránilo zkratu, fungují ochranná vypínací zařízení, která jsou namontována v rozvaděči, autonomně a automaticky odpojí síť při náhlých napěťových rázech.
Rozvaděč musí mít automatické jističe s parametry propustnosti odpovídajícími parametrům napětí a proudu v síti. Kromě toho musí být počet jističů dostatečný k rozdělení kabeláže a toků napětí mezi objekty spotřebovávající energii v domě.
Pokud není dostatek strojů, můžete do elektrického obvodu nainstalovat další ochranu a zařízení pro vypínání sítě.
Odborníci doporučují několik možností instalace dalších ochranných zařízení:
– Jistič (automatické) – zařízení, které chrání kabel nebo napájecí kabel elektrických zařízení před okamžitým přehřátím a požárem nebo zkratem. Není určen k ochraně lidí.
– Elektromagnetický solenoid (proudové relé) nebo difavtomat – zařízení, které při velkém zatížení sítě (překročení limitního parametru) vytlačí uvnitř zabudované jádro a aktivuje mechanismus pro úplné vypnutí sítě. Zařízení je schopno chránit osobu před dlouhodobým kontaktem s proudem.
– RCD – ochranné zařízení, které vypne síť při zjištění úniku proudu, který může postihnout osobu při kontaktu s otevřenými vodivými prvky nebo holými vodiči. Spolehlivě chrání člověka.
Dodatečně (nebo místo) ochranných zařízení proti přerušení napájení lze do distribučního panelu zabudovat omezovače výkonu – proudová relé, která vyhlazují napěťové rázy v sítích, jako jsou transformátory, a chrání kabely před zkraty a požáry.
Na závěr poznamenáváme, že správně vypočítaný průřez a provozuschopnost kabelů, integrita izolace a spolehlivost kontaktů, uzemnění a přítomnost vysoce výkonných jističů, proudových relé a napěťových relé v rozvodném panelu zaručit vaší domácí síti spolehlivou ochranu před přepětím, přehřátím, jiskřením, požáry a zkraty.
Chcete-li navrhnout, nainstalovat a spolehlivě chránit váš napájecí systém před přetížením, obraťte se na specialisty společnosti ELECTRIM v Moskvě a Moskevské oblasti. Naši zkušení inženýři a elektrikáři vám pomohou správně provést výpočty, vybrat a nainstalovat potřebná elektrická zařízení a ochranná zařízení v síti, aby byla zajištěna maximální úroveň elektrické bezpečnosti.
Naše služby
Naše práce
Naše certifikace
Naše děkovné dopisy
Skupina společností Elektrim má dlouholeté zkušenosti s řešením problémů souvisejících s napájením soukromých domů, chat a podniků v Moskvě a Moskevské oblasti.
Hlavním úkolem elektrikáře je zajistit, aby elektroinstalace byla spolehlivá a bezpečná. Nehody mohou způsobit požár nebo úraz elektrickým proudem. K nehodám dochází v důsledku zvýšeného proudu a zkratů. V důsledku toho protéká vodiči příliš velký proud, ty se zahřívají a taví se na nich izolace, dochází k jiskření nebo jiskření. V tomto článku budu hovořit o tom, jak chránit kabeláž před přetížením a zkratem.
Proč jsou zkraty při přetížení nebezpečné – teorie
Abyste pochopili nebezpečí zvýšeného proudu protékajícího vodiči, musíte si zapamatovat dva důležité fyzikální zákony z kurzu „Elektřina a magnetismus“. První je Ohmův zákon:
Proud v obvodu je přímo úměrný napětí a nepřímo úměrný odporu.
To znamená, že pokud je v obvodu nízký odpor, proud bude velký, a pokud je vysoký, pak bude malý a také při zvýšení napětí se proud zvyšuje s ním.
Zdá se to zřejmé, ale začátečníci si často kladou otázku „proč se obvod nazývá zkrat? Co je dlouhé?” Je to právě proto, že při zkratu je odpor uzavřeného obvodu přibližně roven:
kde R LINES je odpor vodičů v závislosti na jejich průřezu a délce (R=po*L/S).
r je vnitřní odpor zdroje energie. Zjednodušeně řečeno záleží na provedení, zda se jedná o galvanický prvek, nebo na průřezu vodiče ve vinutí transformátoru. RCONTACT – přechodový nebo přechodový odpor – jeho hodnota závisí na ploše kontaktu dvou uzavřených vodičů.
Rovněž stojí za zvážení reaktivní indukční a kapacitní reaktance, ale v domácí elektroinstalaci lze tento problém vynechat.
Výsledkem je, že při uzavření obvodu je proud omezen pouze výše uvedenými odpory a ve většině případů jsou zanedbatelné (zlomky ohmu v domácí elektrické síti) i při odporu 1 ohm při napětí 220V, poteče v obvodu proud 220V, proti vaší elektroinstalaci, která je většinou dimenzována na 16-40A. Ale v praxi je zkratový proud stovky a tisíce ampérů!
Druhý zákon, který je třeba zmínit, je Joule-Lenzův zákon, o kterém se v učebnicích říká:
Množství tepla uvolněného za jednotku času v uvažovaném úseku obvodu je úměrné součinu druhé mocniny proudu v tomto úseku a odporu úseku.
Co to znamená? Faktem je, že čím větší je odpor vodiče nebo proud skrz něj, tím více tepla se na něm uvolní. To znamená, že když dráty protéká proud, zahřívají se. Každý vodič má určitý odpor.
Aby nedošlo k přehřátí vodiče, vyberte požadovaný průřez pro určitý proud. Aby se žíla nezahřála, musí se teplo odvést do okolí, odvádí se tím rychleji, čím větší je plocha, ze které se odvádí.
V tomto ohledu se tenké dráty pod velkým zatížením začnou zahřívat a zahřívat, zatímco tlusté dráty zvládnou odevzdávat teplo ven a jejich teplota zůstává téměř nezměněna. Je-li teplota vodiče příliš vysoká, až do zarudnutí jádra, dojde k roztavení izolace.
Velikost vodiče je prvním krokem k ochraně proti přetížení
Asi víte, že pro každou zátěž se vybírá vodič nebo kabel s žilami určitého průřezu, například pro posouzení správného výběru průřezu žil oblíbeného kabelu VVG-NG-ls použijte tabulku 1.3.4 .XNUMX z PUE. Popisuje požadavky na vodiče a kabely izolované pryží nebo polyvinylchloridem (PVC). Zohledňuje také způsob instalace a počet vodičů.
Protože vodiče jsou vybírány s rezervou, elektrikáři se řídí jednoduchým pravidlem: pro zásuvky je drát 2.5 mm² a pro osvětlení – 1.5 mm². Ve většině případů to stačí.
Podle této tabulky zkontrolujete vypočtené hodnoty průřezu a zda vodiče vydrží takovou proudovou hustotu bez přehřátí a jiných potíží.
Takže prvním krokem k ochraně proti přetížení je instalace dobrého vedení z měděného kabelu typu VVG-NG-ls nebo NYM. Vezměte prosím na vědomí, že při nákupu kabelových výrobků „na trhu“ můžete čekat na výrobky, které nejsou vyrobeny v souladu s GOST, což znamená, že skutečný průřez bude s největší pravděpodobností menší než zadaný. V důsledku toho se ukazuje, že kabel se zdá být položen „tak akorát“, ale v důsledku toho se spoje spálí, vodiče se zahřejí a izolace se roztaví.
Ochranné vybavení
Jistič – Toto je hlavní spínací zařízení pro ochranu elektroinstalace před přetížením a zkratem. Lidé jim říkají automatické stroje a mylně „pakety“ (což je úplně špatně). Jak to funguje, jsme si řekli v článku Konstrukce a princip činnosti jističe
Hlavní věc, kterou je třeba si zapamatovat, je, že jistič chrání KABEL, ŠŇŮRU nebo DRÁT před požárem nebo vyhořením, ale ne zařízení nebo lidi.
Stručně řečeno, v jističi jsou dvě spouště – elektromagnetická a tepelná. Elektromagnetická se spouští při velkém překročení proudu (jednotky i desítkykrát větší než jmenovitý proud), např. při zkratu a tepelná se spouští při mírném přetížení např. 20- 50 %.
Pokud tedy zapnete mnoho elektrických spotřebičů, tepelný spínač se zahřeje, jedná se o bimetalovou desku, která se při zahřívání ohýbá. Ohnutím uvede vypínací mechanismus jističe do pohybu, čímž se obvod přeruší.
Elektromagnetické uvolnění – Toto je solenoid s jádrem uvnitř. Když protéká velký proud, solenoid vytlačí jádro a pohání vypínací mechanismus. Jedná se o druh proudového relé.
Bezpečnost jeho použití závisí na správné volbě jmenovité hodnoty a typu časově-proudové charakteristiky.
Jmenovitý proud jističe se volí na základě propustnosti nejslabšího místa vedení. Například bez ohledu na to, jaký kabel položíte na zásuvky, podívejte se, co je na něm napsáno, ve většině domácích zásuvek uvidíte 16 ampérů a někdy 10 ampérů.
Proto je jmenovitý proud jističe zvolen na 16A. Pokud se například rozhodnete nainstalovat stroj se jmenovitým proudem 32A, na základě úvah „je tam několik zásuvek a kabel to vydrží, je to 2,5-4 mm²“, pak když připojíte topení a vlasy sušičku do jedné zásuvky přes prodlužovací kabel, bude proud větší než 16A, v důsledku toho se jeho kontakty začnou zahřívat a tělo se roztaví.
Pokud zařízení nevypnete včas, při zahřívání se kontakty zakryjí sazemi, části pouzdra se roztaví a kovové tyče držící zástrčku se roztáhnou a kontakt zeslábne. Z tohoto důvodu se zvýší přechodový odpor a dojde k zahřívání ještě intenzivněji, zásuvka začne jiskřit a kouřit, až po požár tapety nebo stěn, ve kterých je instalována.
Časově proudová charakteristika, zjednodušeně řečeno, je charakteristika, která ukazuje, jak rychle se stroj vypne v případě přetížení. V domácích elektrických panelech se často používají jističe třídy B a C.
Druhým pravidlem je instalovat jističe s jmenovitým proudem, který nepřesahuje nejslabší článek elektrického vedení. Pokud potřebujete, aby více spotřebitelů mohlo pracovat současně, rozdělte zásuvky do skupin v každé místnosti a položte k nim samostatný kabel (radiální schéma zapojení).
Diferenciální ochrana proti úniku
Dodnes se obyčejní lidé po instalaci RCD z nějakého důvodu domnívají, že bude chránit před přetížením nebo zkratem; to je také špatné.
RCD je proudový chránič určený k ochraně před únikem proudu. To je nezbytné pro: ochranu osoby v případě náhodného dotyku živých částí pod napětím (holé vodiče, tělo poškozeného elektrického spotřebiče), jakož i úniku proudu do uzemněných krytů, potrubí, prvků stavebních konstrukcí atd.
RCD monitoruje, kolik proudu prošlo fázovým vodičem a kolik nulovým vodičem; pokud je mezi vodiči rozdíl, znamená to, že došlo k úniku a napájecí kontakty jsou otevřené.
Tím je zajištěna bezpečnost osob a také sníženo riziko dalšího rozvoje netěsnosti až zkratu v případě poškození izolace, což je zvláště důležité například u dřevěného domu.
Dalším typem ochranných zařízení je difavtomat, který kombinuje funkce RCD a jističe. Na obrázku níže vidíte, jak rozlišit difavtomat (vlevo) od proudového chrániče (vpravo), rozdíly ve schématu a ve značení.
Proudové chrániče a jističe jsou vždy vyráběny ve dvoupólovém nebo čtyřpólovém provedení jednofázových, respektive třífázových obvodů. Podle klauzule PUE 1.7.80 by se měly používat pouze v případě, že existuje uzemnění, to znamená, že jejich použití ve dvouvodičové síti je zakázáno. V tomto článku se však touto kontroverzní otázkou nebudeme zabývat.
omezovač výkonu
Následující zařízení vypne zátěž v případě přebytku energie. Toto je výkonové limitní relé. Příkladem takového zařízení je jednofázový OM-110 nebo třífázový OM-310, existují i jiné modely – ty jsou uvedeny pouze jako příklad.
Ačkoli toto zařízení není ze své podstaty ochranné a je ve větší míře používáno energetickými společnostmi nebo síťovými společnostmi k řízení a omezování spotřeby elektřiny nad úroveň stanovenou za normálních podmínek nebo ke snížení této hodnoty v nouzové situaci. Výrobek sleduje spotřebu energie a v případě jejího překročení vypne spotřebič.
Zařízení však nedovolí přetížení elektrického vedení, pokud správně nastavíte jeho provozní parametry. Pokud máte zájem dozvědět se o takových zařízeních více, napište do komentářů a my vám o nich určitě povíme.
Závěr – 3 pravidla, jak se vyhnout zkratům a přetížení
Bezpečnost a životnost elektrického vedení spočívá na třech pilířích:
1. Správná volba průřezu kabelových produktů.
2. Instalace jističů a jiných ochranných zařízení požadovaných jmenovitých hodnot. Kupujte je pouze v certifikovaných obchodech, abyste nenarazili na padělek, upřednostněte značky jako ABB, Schneider Electric a mezi levnějšími domácí KEAZ (Kursk).
3. Správný provoz elektrického zařízení.
„Správným provozem“ mám na mysli:
1. Včasná výměna a protažení svorkovnic elektroinstalačních výrobků – automaty, proudové chrániče, vypínače, zásuvky.
2. Racionální rozložení zátěže mezi zásuvky – do odpališť a prodlužovacích kabelů nevkládejte výkonné elektrospotřebiče, můžete tak přetížit zásuvku nebo kabel, který ji napájí (viz – Proč je používání odpališť a prodlužovacích kabelů nebezpečné).
3. Opatrné zacházení s elektrospotřebiči – nedovolte, aby se dovnitř domácích spotřebičů dostala voda nebo kovové předměty, aby nedošlo ke zkratu. Koneckonců, i když jsou stroje a kabely nainstalovány dobře, musíte si uvědomit, že stroje se někdy lepí nebo pracují pomalu, v důsledku čehož se spoje ve spojovacích krabicích spálí.
4. Při opravách spotřebičů a instalaci nebo údržbě elektroinstalace používejte vysoce kvalitní izolaci, která dobře přilne, nebo smršťovací bužírky. Vyvarujte se kroucení – spojujte vodiče pájením, svařováním, objímkami nebo svorkovnicemi. Vyhnete se tak zkratům způsobeným špatnou izolací nebo topnými spoji ve spojovacích krabicích.
Doufám, že vám tento článek pomohl. Podívejte se také na další články z kategorie Elektřina v domě, Vše o automatech a proudových chráničích
