Современные способы защиты от электричества
Электробезопасностью в постройках и на электросетях занимаются специально обученные люди – электромонтеры или электрики. Стоит помнить, что для работы с током высокого напряжения (1000 В) необходимо иметь опыт работы с электричеством более 3 лет.
Со времен громоотвода Франклина, способы защиты дома от различного рода опасностей электричества сильно улучшились и участились, конечно, во многом виновата тотальная электрификация. Главную опасность сейчас представляют не молнии, а короткое замыкание и скачки напряжения в электросети.
Для начала я опишу стандартную схему электрозащиты дома. Как написано выше, после прохода через понижающий напряжение трансформатор фаза и ноль попадают в дом. Далее они проходят через (1) главный автомат (автоматический выключатель). После этого сеть распределяется по квартирам, в квартире фаза и ноль сначала проходят через (2) электросчетчик, потом (3) УЗО. Далее происходит разделение: фаза уходит на (3) автоматы или на плавкую вставку, отвечающие за отдельные комнаты, а ноль минует автоматы и сразу подходит к потребителю (к розетке). Также необходимо заметить, что заземление отходит от источника, чтобы если случилось внешнее короткое замыкание или перенапряжение избыток электричества буквально ушел в землю. На данной схеме красными линиями отмечены провода с ведущим током, фазой, а синими провода с нулем, черные линии – заземление.
Итак, теперь рассмотрим все составляющие отдельно.
Автоматический выключатель (Автомат) – механический аппарат, предназначенный для защиты электротехники от скачков напряжения и короткого замыкания. Принцип работы таков: его настраивают на определенную силу тока, а когда при нарушении изоляции происходит замыкание сети, сила тока увеличивается, и если она превышает заданный предел, то автомат отключает потребителя от электросети. Устройство автомата не сложно, но главная его часть, это расцепитель, который отключает потребителя от сети. Их два вида: тепловой и магнитный.
Тепловой расцепитель представляет собой пластину из биметалла. Она нагревается от проходящего по ней тока и при превышении уровня изгибается и приводит в действие механизм, который расцепляет контакты. Минус такой системы, что она может сработать достаточно быстро, но обычно не более секунды. Но плюс этого расцепителя перед плавкой вставкой в том, что его можно использовать несколько раз.
Магнитный расцепитель – это соленоид с подвижным сердечником внутри, проходя через него ток идет по обмотке соленоида и притягивает к себе сердечник, и если ток превышает заданный порог, то сердечник разъединяет контакты. Магнитный расцепитель работает быстрее теплового или плавкой вставки.
Плавкие вставки - самый легкий в устройстве предохранитель. Это просто корпус с плавким элементом внутри. Через корпус проходит электричество, и если оно резко возрастает в случае перенапряжения сети или короткого замыкания, то вставка перегорает. Так происходит отсоединение от сети. Минус вставок в том, что они одноразовые, но зато дешевые и легкие в обращении. В основном вставки делают из меди, олова, цинка или свинца, так как они умеют подходящую температуру плавления. Кстати, на медную вставку иногда наплавляют медный шарик в середине, это позволяет ей быстрее перегорать, так как олово плавится при температуре 232 градуса по Цельсию, что значительно меньше чем у меди.
УЗО (устройство защитного отключения) - механический коммуникационный аппарат или совокупность элементов, которые при достижении (превышении) дифференциальным током заданного значения при определённых условиях эксплуатации должны вызвать размыкание контактов. Принцип работы таков: УЗО измеряет и сравнивает токи, которые входят и выходят из квартиры и если они различаются, то УЗО отключает электричество, то есть оно улавливает утечку тока. Например, в стиральной машине была нарушена изоляция провода, ток не пройдет назад в УЗО, он уйдет в заземление, тем самым минуя УЗО. УЗО не стоит устанавливать в квартирах и домах со старой проводкой, так как оно будет срабатывать произвольно даже при отсутствии угрозы.
Изоляция - элемент конструкции оборудования, препятствующий прохождению через него электрического тока, для защиты человека. Изоляция проводов и кабелей бывает: резиновая, пластмассовая (полиэтиленовая), фторопластовая и пропитанная бумажная, прессованную окись магния, некоторые виды ткани, такие как шелк и хлопчатобумажная пряжа. Существуют 6 категорий изоляции, главный критерий – это номинальный объем напряжения. Номинальное напряжение систем – это сочетание двух значений: действующего значения напряжения между любым изолированным проводником и заземлением (металлической оболочкой кабеля или окружающей средой) или действующим значением между любыми двумя фазными проводниками многожильного кабеля или системы одножильных кабелей.
1) И-1 для кабелей и проводов в оболочке, рассчитанных на номинальное напряжение 220 В при переменном токе и 700В при постоянном.
2) И-2 для кабелей и проводов без оболочки, рассчитанных на номинальное напряжение 220 В при переменном токе и 700В при постоянном.
3) И-3 для кабелей и проводов в оболочке, рассчитанных на номинальное напряжение от 220 В до 400 В при переменном токе и от700 В до 1000 В при постоянном.
4) И-4 для кабелей и проводов без оболочки, рассчитанных на номинальное напряжение от 220 В до 400 В при переменном токе и от700 В до 1000 В при постоянном.
5) И-5 для кабелей и проводов в оболочке, рассчитанных на номинальное напряжение от 400 В до 1800 В при переменном токе и от 1000 В до 6000 В при постоянном.
6) И-6 для кабелей и проводов, рассчитанных на номинальное напряжение от 3600 В .
Вещества, используемые для изоляции или аппаратов электробезопасности, называют диэлектриками. Такие вещества плохо или совсем не проводят электрический ток. В любом веществе, помещённом в электрическом поле, составляющие его электрические заряды (электроны, атомные ядра) испытывают силы со стороны этого поля. В результате часть зарядов направленно перемещается, образуя электрический ток. Остальные же заряды перераспределяются так, что «центры тяжести» положительных и отрицательных зарядов смещаются друг относительно друга. В последнем случае говорят о поляризации вещества. В зависимости от того, какой из этих двух процессов — электропроводность или поляризация — преобладает, принято деление веществ на изоляторы (диэлектрики) и проводники. Поляризация – явление, связанное с ограниченным перемещением разноименных зарядов атома или молекулы в диэлектрике или поворотом диполей, под действием внешнего электрического поля. Условно диэлектриками считаются вещества с удельным сопротивлением
ρ < 108 Ом·м, где ρ =(R · S) / L, где R – сопротивление образца, S – площадь поперечного сечения, а L – длина проводника.
NYM провод появился не так давно, но сейчас это один из лучших способов предотвращения пожара из-за порчи проводки. NYM кабель имеет ряд преимуществ, перед обычными проводами: он прочнее, его можно надежно использовать в сырых местах и трубах, но в основном его используют в жилых помещениях, а из-за прорезиненного межжильного пространства NYM провода хорошо изгибаются. Благодаря нескольким оболочкам из поливинилхлорида (ПВХ) при перегорании жилы возгорание не произойдет, а огонь со временем погаснет. И все это благодаря его конструкции.
Как видно на рисунке, NYM кабели имеют от 3 до 5 медных жил, которые разделяют между собой все три функции электропроводки: фаза, ноль и заземление.
Расцветка проводов зависит от количества жил и их назначения:
1) Черный, синий и желто-зеленый при трех жилах, однофазном подключении и заземлением.
2) Черный, желто-зеленый, серый, коричневый при четырех жилах, трехфазном подключении без нуля с заземлением.
3) Черный, коричневый, серый, синий, желто-зеленый, при пяти жилах, трехфазным подключением с нулем и заземлением.
Синий провод обозначает ноль, желто-зеленый заземление, а все остальные – это фазовые проводники.
Если у вас все-таки случилась проблема с электричеством, и вы решили сами все исправить, то надо подготовиться. Во-первых, одежда должна быть из хлопчатобумажной ткани, чтобы если все пойдет не по плану и костюм загорится, вы не получили ожоги, которые остаются после горения синтетических тканей. Ботинки подойдут любые. Также не забудьте про резиновые перчатки и коврик. Одежда должна быть достаточно свободной и иметь множество карманов для инструментов и прочего.
Во-вторых, все инструменты, должны быть изолированы резиной или любым другим диэлектриком. И лучше никогда не пробуйте чинить электросеть в своей квартире один.
Но всегда стоит помнить, что работать с высоким напряжением можно лишь человеку, имеющему специальный допуск и опыт работы с электричеством более 2-3 лет.
На этом, пожалуй, все. Данные аппараты и средства электробезопасности являются необходимыми частями любого дома и квартиры. Ведь они - последний рубеж на защите вашего дома от пожара, в случае короткого замыкания, порчи электропроводки.