Утечка тока на «землю»

Большинство людей, чья работа связана с электричеством, слышали о понятиях «ток утечки на землю», «утечка тока», «норма утечки тока». Однако не все могут правильно объяснить это явление, его причины, организовать поиск утечки на «землю» и не умеют пользоваться аппаратом защиты утечки токов.

Утечка на «землю»

Понятно, что просто «уйти в землю» электрический ток не может. Для протекания тока нужно создать электрическую цепь: источник тока (фаза) – нагрузка (проводник) – источник тока (ноль). Проводником может быть любой объект: кусок трубы, сырая почва, человек. Если норма утечки тока превышена, возникает опасность поражения людей током.

На рис. 1 схематически показан процесс протекания тока утечки (Iут) при прикосновении человека к электроустановке, в которой уменьшилось сопротивление изоляции (Rиз) токоведущих частей по отношению к корпусу.

В электроустановках с заземлённым корпусом уменьшение сопротивления изоляции проводников (Rиз) может создать условия для возгорания. При прохождении тока утечки на «землю» (Iут) в точке крепления заземляющего проводника к корпусу будет выделяться тепло, которое может привести к пожару.

На рис. 2 пожароопасное место отмечено красной штрихпунктирной линией

Предотвращение этого опасного явления особо важно в горнорудной промышленности, где существует большая вероятность выделения взрывоопасных газов и горючих веществ

Вышеприведённые примеры относятся к сетям с глухозаземлённой нейтралью трансформатора. В случаях, когда нейтраль изолирована, например, в трёхфазных сетях, ток утечки на «землю» будет проходить между фазой с нарушенной изоляцией и другими «здоровыми» фазами по земле, через корпус трансформатора, опоры ЛЭП, изоляторы.

Это хорошо видно на рис. 3. Несмотря на то, что сопротивление изоляторов и опор большое, их много, а согласно законам физики при их параллельном подключении сопротивление уменьшается. В таких случаях есть вероятность попадания человека под «шаговое напряжение».

Во всех случаях, когда норма утечки тока превышена, необходимо немедленно организовать поиск утечки на «землю» и найти источник неисправности.

Причины утечки

Ток утечки на «землю, в открытые или сторонние токопроводящие части электрооборудования зависит от величины сопротивления изоляции проводников, которая не может иметь бесконечно большое значение. Поэтому через изоляцию из любой токоведущей части оборудования, находящейся под напряжением, постоянно протекает небольшой ток. Его безопасное значение регламентируется нормативными актами и существует норма утечки тока.

При длительной эксплуатации, влиянии агрессивной среды, например, в рудной промышленности, механических повреждениях сопротивление изоляции может уменьшиться. В таких случаях снижение величины сопротивления часто происходит лавинообразно. Для повышения электрической и пожарной безопасности существуют аппараты защиты утечки токов.

Устройства защиты от токов утечки на «землю»

В горнорудной промышленности, где к электрооборудованию выдвигаются особые требования, нашли широкое применение такие аппараты защиты утечки токов:

• унифицированный аппарат АЗУР-1М;
• унифицированный аппарат АЗУР-1МК;
• унифицированный аппарат АЗУР-4;
• унифицированный аппарат АЗУР-4ПП;

Также для защиты от поражения током утечки используются УЗО (устройства защитного отключения) и РУ-127/220МК (реле утечки).

Основная задача этих приборов – отключение электропитания при превышении нормы утечки тока, возникновении опасности для жизни людей, появлении угрозы возникновения пожара или разрушения оборудования.

Диагностика возникновения утечки тока

Если вас бьет током от воды из крана, нужно срочно принимать меры по устранению неполадок. Для установления причин следует провести достаточно объемный комплекс диагностических работ, и будет лучше, если их проведет профессионал, имеющий все допуски, знания и опыт.

Радивые хозяева предпочитают обращаться в специализированные компании, которые обеспечивают проведение качественной диагностики всей электропроводки в квартире, доме, офисе и т. д. Например, если соседи воруют электричество за счет вас, установить это очень сложно, ведь они могут включать свою самодельную систему только в ночное время. В таких щепетильных ситуациях поможет только использование сверхчувствительного оборудования, которым оснащены все квалифицированные организации. Также диагностика требуется, если током бьет ванна.

Диагностика включает следующие мероприятия:

• проверка наличия заземления в электроприборах (розетки, стиральная машинка, водонагревательные приборы);
• выявление внешних повреждений проводки. Для этого приборы отключают от электричества и постепенно устанавливают проблемные зоны в сети.

После диагностических работ станет понятно, почему вода из крана бьет током.

Как самостоятельно проверить с помощью бытового мультиметра или индикаторной отвертки утечку тока

С утечкой тока довольно часто сталкиваются профессиональные электрики во время  обследования электропроводки, особенно старой, электроприборов ненадлежащего качества и другого электрооборудования. Проблема тока утечки также довольно часто встречается и при эксплуатации автомобилей и обуславливает быструю разрядку аккумуляторной батареи. В этой статье будут рассматриваться действия по выявлению утечек электричества относительно домашней сети 220В, но принципиальных различий между ней и автомобильной электросетью нет.

Причины возникновения утечки тока довольно банальны, со временем изнашивается защитная изоляция провода, меняются её характеристики. При неправильной эксплуатации проводки на изоляции провода появляются заломы, трещины, потёртости. Главная задача изоляции проводки и токопроводящих элементов — защищать человека от поражения электрическим током и предотвратить утечку электричества.

 Даже новые электроприборы и проводка имеют  небольшие утечки тока. Практически любая изоляция не идеальна, особенно это касается дешевого кабеля низкой ценовой категории. На дешевой электропроводке, как правило, с завода есть микротрещины, она менее устойчива к температурным и перепадам влажности, часто встречаются мелкие дефекты толщины. Неправильная эксплуатация, перегрев провода при нагрузках превышающих расчетные — всё это выводит изоляцию из строя и приводит к утечкам тока.

Утечку тока можно определить по следующим характерным признакам – прикосновение к корпусу электроприбора, стене, трубопроводу вызывает легкое покалывание в кончиках пальцев. Но будьте осторожны — величина истекания не превышающая величину в 10 мА считается безопасной, но ток утечки более 30 мА смертельно опасен.

Если у вас возникло подозрение на утечку тока, необходимо сразу обесточить помещение и вызвать профессионалов. Автомобиль со значительными утечками также эксплуатировать небезопасно. Вторым признаком утечек тока является непропорционально использованию повышенный расход и как следствие большие счета за электроэнергию или разрядка аккумулятора в автомобиле.

Какими приборами можно зафиксировать утечку электричества?

Специалисты электролаборатории используют профессиональный прибор для измерения сопротивления изоляции — мегаомметр. Такие приборы стоят довольно дорого, в быту не используются. 

У многих дома или в гараже, можно встретить бытовой мультиметр и индикаторную отвёртку, ими и можно самостоятельно приблизительно обнаружить место утечки тока или электроприбор с дефектной изоляцией.

Что бы с помощью «бытового мультиметра» проверить сопротивление изоляции электроприбора, необходимо обязательно полностью отключить проверяемый прибор от электросети. На мультиметре перевести регулятор в положение 20 МОм. Одним щупом прикоснуться к штырю вилки, вторым металлической части электроприбора, лучше последовательно в нескольких местах. Если на дисплее отображается цифра «1», то тока утечки нет, изоляция исправна, показатели на экране ниже единицы свидетельствуют о токах утечки и чем ниже показатель, тем больше ток утечки.

Если у вас нет мультиметра, то обнаружить утечку можно обычной, даже самой дешевой индикаторной отвёрткой. Современные индикаторы чувствительны даже к небольшим токам. Алгоритм действий еще проще, необходимо включить прибор в сеть и коснуться  жалом отвертки до металлических частей прибора, трубопровода или стен в нескольких местах. Лучше предварительно затенить помещение, если ток утечки присутствует, индикатор засветится с разной степенью интенсивности.

Как отыскать место утечки в электропроводке или кабеле

Найти дефект изоляции в скрытой проводке без специального оборудования невозможно. В этом случае необходимо вызывать специалисты электротехнической лаборатории. В открытой можно визуально внимательно осмотреть провод на предмет повреждений изоляции, особенно в местах соприкосновения кабеля со стенами, стояками, металлическими деталями.

Как сказывается разряд на аккумулятор?

Если сейчас многие подумали – «А пофиг, меня не пугают утренние разряды, я заряжу свою батарею и буду дальше кататься! Ну, разрядится — что в этом страшного?»

А страшное есть – это называется , даже новая батарея после нескольких таких разрядов просто выйдет из строя. Все потому что обычные кислотные аккумуляторы, имеют электролит, сделанный из дистиллированной воды и серной кислоты, а серная кислота при разряде оседает в качестве солей на пластинах, закрывая рабочую поверхность. Соли настолько сильно кристаллизируются, что они уже не растворяются – работа аккумулятора будет нарушена! Емкость упадет в два – три раза и вы уже не сможете запустить двигатель, потому как пусковой ток также понизится.

Теперь начинаем собственно об утечки тока, для начала нормальное значение.

Что представляет собой мультиметр

Для начала ознакомимся с передней панелью мультиметра цифрового типа. На ней имеются такие обозначения:

• отметка обозначения выключения – OFF;
• знак переменного напряжения – ACV;
• постоянное напряжение – DCV;
• значок постоянного тока – DCA;
• номинальное сопротивление – Q.

Более подробно все эти элементы видны на снимке ниже:

Следует уделить внимание трем разъемам, предназначенным для присоединения щупов

Для правильной работы прибора очень важно не напутать соединение этих элементов с тестером. Маркировкой СОМ обозначен выход для провода черного цвета

Предназначенный для нескольких видов измерений красный соединяется через «МΩmA». Но это только при тестировании тока до 200 мА. При более высоких параметрах используется разъем «10 ADC». Соблюдайте установленный порядок, чтобы избежать перегорания плавкого предохранителя

Маркировкой СОМ обозначен выход для провода черного цвета. Предназначенный для нескольких видов измерений красный соединяется через «МΩmA». Но это только при тестировании тока до 200 мА. При более высоких параметрах используется разъем «10 ADC». Соблюдайте установленный порядок, чтобы избежать перегорания плавкого предохранителя.

В устаревших модификациях использовалась аналоговая или стрелочная конструкция. Сейчас такие образцы практически исчезли из-за слишком значительной погрешности в измерениях и неудобному формату работы с табло.

Для тех, кто все-таки сохранил подобный раритет, рекомендуем посмотреть видео:

Измерение тока мультиметром и других параметров в сети цифровыми современными тестерами гораздо удобнее и точнее. Разберемся в последовательности действий для выявления причин утечки.

Схема подключения УЗО.

Теперь рассмотрим схему подключения УЗО  классическим занулением (ТN-С).Классическое зануление это большенство домов в РФ,в этих домох в квартирах не существует отдельной выделенной линии заземления,тоесть,по всей квартире проходят два,а не три провода.

ПРИМЕЧАНИЕ:В соответствии с ГОСТ 50571_3-94( Требования по обеспечению безопасности. Защита от поражения электрическим током):

1 В системе ТN-С не должны применяться устройства защиты, реагирующие на дифференциальный ток УЗО-Д.

2 Когда устройство защиты, реагирующее на дифференциальный ток УЗО-Д, применяют для автоматического отключения в системе ТN-S, PEN-проводник не должен использоваться на стороне нагрузки. Присоединение защитного проводника к PEN-проводнику(независимый проводник заземления) должно осуществляться на стороне источника питания т.е. до устройства защиты, реагирующему на дифференциальный ток( УЗО-Д)На
схеме указаны точки подключения УЗО-Д.

подключение УЗО в схеме TN-S

Прежде чем осуществить подключение УЗО, я обращаю внимание на то, как работает схемаУЗО. В основе принципа работы УЗО  лежит сравнение выпускаемого (ушедшего в квартиру) и впускаемого (вернувшегося из квартиры) тока

Если оказывается, что равновесие нарушено, и приходит меньше, чем уходит, то УЗО отключает электропитание. Если УЗОустанавливается для одной линии, то есть два варианта: поставить после УЗО автомат или же сам аппарат должен иметь встроенный ограничитель максимального тока. ПодключениеУЗО без автомата приведет к тому , что короткое замыкание или постоянный перегрев может вывести его из строя. Напоминаю: что ампераж УЗО должен быть выше, чем у автомата на линии.

Схема подключения УЗО выглядит следующим образом:

ПРИМЕЧАНИЕ:Подключение питающих проводов сверху – это просто традиция. Именно ею, а не какой-то технической причиной обусловлена рекомендация подключения сверху. И, хотя с точки зрения техники безопасности, лучше бы подключать везде одинаково, жесткого запрета на подключение снизу – нет. Однако, крайне желательно, чтобы в пределах щита, а еще лучше – на всем объекте, питание подавалось одинаково: либо сверху (везде), либо снизу (везде).

Более визуальная схема подключения приведена в другой моей статье:СХЕМА ЭЛЕКТРОПРОВОДКИ В КВАРТИРЕ

Ну Вот пожалуй и Все ,что я хотел рассказать об УЗО (Устройсво Защитного Отключения) в бытовых электросетях напряжением 220 вольт.В следующей статье в разделе ЭЛЕКТРИКА я расскажу о подключении УЗО  в сетях с раздельными нулевым и защитным  проводниками (ТN-S),а также об ошибках возникающих при подключении нескольких УЗО .

Удачи Вам в ваших начинаниях!

Негативное влияние и последствия токовых утечек

Утечка тока оказывает негативное влияние не только на технику и оборудование. Всем известно, что проводники с электрическим током создают вокруг себя магнитное поле промышленной частоты. Основными источниками таких полей служат силовые трансформаторы, электродвигатели, распределительные устройства. Электрический ток выделяется из всех систем электроснабжения, имеющихся в здании. Действие магнитного поля наиболее активно на расстоянии 15-20 см от источника. По мере удаления, его действие постепенно снижается.

Магнитное поле, вызванное токами утечки, оказывает заметное негативное влияние на компьютерную технику. Нередко происходит искажение изображений на мониторе, которые становятся дрожащими или плавающими. Растр покрывают цветные пятна. В некоторых случаях наблюдается полное или частичное исчезновение картинки в течение нескольких секунд.

Магнитное поле отрицательно влияет не только на изображение. Под его воздействием в информационных кабелях происходит индуцирование переменных токов промышленной частоты. Поэтому сбои в работе оборудования могут возникнуть даже при наличии нормальной системы заземления. На работу компьютерных систем отрицательно влияют переменные токи, протекающие по металлическим конструкциям и трубам, нулевым защитным проводникам, оболочкам телекоммуникационных кабелей. Это приводит к сбоям и зависаниям компьютеров, в интерфейсных, информационных и сигнальных кабелях появляются токи помех. Нарушается нормальная работа прочего офисного оборудования.

Как устранить утечку самому?

В общем как я писал сверху, утечками в основном страдают нештатные магнитолы и сигнализации. Да и прочие навесные гаджеты, что делаем – идем методом исключения, отключаем гаджеты физически из цепи и по новой замеряем утечку, если она нормализовалась до положенного значения, значит все дело в этом устройстве, в моей практике «жрали» энергию, в основном магнитолы, сигнализации тоже бывало, но редко! Потому как «сигналку» рядовой обыватель поставить сам не может, а вот магнитолу – может, как правило, помимо замка зажигания, она то и расходовала энергию.

Однако справедливости ради, стоит отметить, что иногда выходят из строя генераторы, стартеры и прочие реле. Тут уже совсем другая история – если вы все отключили (гаджеты, магнитолу, сигналку), а утечка все равно присутствует мигом на СТО! Иначе убьете свой АКБ, а это уже не дешево.

Сейчас видео версия смотрим, проверил на своей машине.

НА этом заканчиваю, читайте наш АВТОБЛОГ.

Замеры напряжения

Для сети с переменным напряжением стрелка переключателя устанавливается на ACV. К разъемам СОМ и «VΩmA» подсоединяются  щупы. Если вы не уверены в примерном диапазоне тестируемого напряжения, выбирайте максимальное значение. При появлении на дисплее значения меньше установленного переключатель переводится на более низкую по вольтности ступень. Методом подбора довольно быстро можно определиться с приблизительной величиной искомого значения. Для сети с постоянным напряжением такой процесс выполняется аналогичным образом. Чаще всего во втором варианте выбирается отметка 20 В. Примером могут быть ремонтные работы электрообрудования автомобиля.

Можно с уверенностью утверждать, что каких-то больших затруднений такое мероприятие не вызывает. Необходимо всего лишь придерживаться основных мер безопасности – исключить прикосновение к оголенным участкам щупов руками.

Основная задача УЗО

Основная задача УЗО-защита человека от поражения электрическим током и от возникновения пожара, вызванного утечкой тока через изношенную изоляцию проводов и некачественные соединения.

Широкое применение также получили комбинированные устройства, совмещающие в себеУЗО и устройство защиты от сверхтоков(короткого замыкания), такие устройства называются УЗО-Д со встроенной защитой от сверх токов(короткого замыкания), либо просто диффавтомат. Часто диффавтоматы снабжаются специальной индикацией, позволяющей определить, по какой причине произошло срабатывание (от сверхтока или от дифференциального тока).

По пунктам это выглядит так:

1.Повышение уровня безопасности при эксплуатации людьми бытовых и аналогичных электроприборов;

2.Предотвращение пожаров из-за возгорания изоляции токоведущих частей электроприборов от дифференциального (остаточного) тока на землю;

3.(для диффавтоматов)Автоматическое отключение участка электрической сети (в том числе квартирной) при перегрузке (ТЗ-токовая защита) и токе короткого замыкания (МТЗ-максимальная токовая защита).

ПРИМЕЧАНИЕ:В России применение УЗО стало обязательным с принятием 7-го издания Правил устройств электроустановок(ПУЭ).(седьмое издание подготовлено ОАО «ВНИИЭ». Утверждена приказом Министерства энергетики
Российской Федерации от 08.07.02 № 204. Введено в действие с 01.01.03г. )

Как правило, в случае бытовой электропроводки одно или несколько УЗО устанавливаются на DIN-рейку в электрощите.

(О монтаже электрощита в квартире я рассказывал в другой статье блога:Установка электрощитка квартирного)

ПОДВЕДЕМ ПЕРВЫЙ КОРОТКИЙ ИТОГ:

В продаже есть два типа Устройств защитного отключения:

1.Непосредственно УЗО.

2.И УЗО-Д(ифференциал)-это УЗО+автомат от короткого замыкания в «одной упаковке».

И еще одно!Внимание!

!Использование УЗО является дополнительным защитным мероприятием, а не заменой защите от сверхтоков при помощи предохранителей, так как УЗО никак не реагирует на неисправности, если они не сопровождаются утечкой тока (например короткое замыкание между фазным и нулевым проводниками)Поэтому УЗО необходимо применять вместе с Автоматами
Защиты(предохранителями) 

УЗО может значительно улучшить безопасность электроустановок, но оно не может полностью исключить риск поражения электрическим током или пожара. УЗО не реагирует на аварийные ситуации, если они не сопровождаются утечкой из защищаемой цепи. В частности, УЗО не реагирует на короткие замыкания между фазами и нейтралью.

УЗО также не сработает, если человек оказался под напряжением, но утечки при этом не возникло, например, при прикосновении пальцем одновременно и к фазному, и к нулевому проводникам. Предусмотреть электрическую защиту от таких прикосновений невозможно, так как нельзя отличить протекание тока через тело человека от нормального протекания тока в нагрузке. В подобных случаях
действенны только механические защитные меры (изоляция, непроводящие кожухи и т. п.), а также отключение электроустановки перед ее обслуживанием!

Совет 1: Как найти утечку электричества

Если прибор имеет металлический корпус, попадание на последний фазного напряжения может представлять опасность, особенно если человек одновременно касается заземленного предмета. Для обнаружения такой утечки воспользуйтесь отверткой с неоновым индикатором, предназначенной для поиска фазного провода. Не держась за корпус прибора и жало отвертки, прикоснитесь к сенсору, а жало прижмите к участку металлического корпуса работающего прибора, не покрытому краской. Если лампочка засветится даже очень слабо (значительно слабее, чем при поиске фазы), утечка имеется. Проведите такую проверку при обеих полярностях подключения устройства к сети. Чтобы устранить утечку. заземлите прибор. Используйте для этого только специальную шину заземления, но ни в коем случае не трубы водопровода, отопления, газоснабжения, нулевой провод, оплетку телевизионного кабеля и т.п.

Если устроить заземление по тем или иным причинам невозможно, вначале убедитесь в том, что утечка имеет емкостную, а не резистивную природу. Для этого используйте мультиметр, работающий в режиме омметра на пределе 20 МОм. Вытащите вилку проверяемого устройства из розетки, но сетевой выключатель поставьте во включенное положение. Подключите один щуп мультиметра к корпусу прибора, а другой — к одному из контактов сетевой вилки. Не касайтесь при этом руками ни того, ни другого, чтобы не вносить в измерение погрешность. Мультиметр должен по-прежнему показывать бесконечность. Подключите щуп к другому штырьку вилки — результат должен остаться неизменным. Затем повторите оба измерения, поменяв полярность подключения щупов на противоположную.

Если обнаружится даже малейшая утечка по постоянному току, немедленно прекратите пользование устройством и отдайте его в ремонт. Если же таковой не обнаружится, значит, причина попадания напряжения на корпус состоит только в наличии паразитных емкостей. При пользовании таким прибором ни в коем случае не касайтесь одновременно его корпуса и любых заземленных предметов, а также других электроприборов, имеющих металлические корпуса. В случае если необходимо, чтобы несколько таких устройств стояло рядом, отключите их все от сети, соедините между собой их корпуса проводами, после чего снова подключите к сети. Если речь идет о видеотехнике, заземления формально не требующей (например, DVD-плееров, телевизоров), осуществлять такое соединение не обязательно, главное — следить, чтобы все они были соединены кабелями друг с другом и рядом не находились две группы устройств, соединение между которыми отсутствует. Например, если один DVD-плеер подключен к одному телевизору, а другой — ко второму, а между собой плееры не соединены, одновременное прикосновение к корпусам обоих проигрывателей может вызвать ощутимый электроудар. Его опасность устраняется, если соединить корпуса аппаратов друг с другом.

Мегомметр используйте лишь в том случае, если уверены, что вырабатываемое им высокое напряжение не повредит электронные компоненты устройства, изоляцию которого вы собираетесь проверять. Подключите щупы прибора к точкам, которые должны быть изолированы друг от друга, после чего начните крутить рукоятку, либо, в зависимости от типа прибора, включите преобразователь напряжения. Щупов при этом ни в коем случае не касайтесь. Убедитесь, что измеренное сопротивление больше минимально допустимого. Затем перестаньте вращать рукоятку либо выключите преобразователь, после чего повторите измерение при обратной полярности испытательного напряжения.