Наша беда в том, что, живя в старых зданиях, пользуемся электропроводкой, которая создавалась для более простых условий эксплуатации.
Буквально за два десятилетия число бытовых электроприборов в квартирах резко возросло: увеличились нагрузки на проводку. Она часто работает на грани или за пределами своих возможностей.
Щиток электрический квартирный своими встроенными защитами должен обеспечить полную безопасность жильцов, своевременно отключать неисправности и аварии, а он уже не всегда справляется с этими задачами.
Почему устарел советский электрический щиток
Во времена СССР в жилых зданиях можно было встретить три типа квартирных защит:
- предохранители с плавкой вставкой, которые ставились непосредственно перед счетчиком;
- автоматические предохранители серии ПАР;
- автоматы типа АЕ.
Задачи всех этих защит были одинаковые: ликвидация аварийных ситуаций, вызываемых короткими замыканиями и перегрузками бытовой сети.
Как работали предохранители
Плавкие вставки отлично справлялись с неисправностями, но обладали существенным недостатком: после каждого срабатывания требовалась замена съемной части.
Их приходилось покупать с запасом, а они не всегда имелись в продаже. Предприимчивые мастера быстро нашли выход: самодельные жучки.
Грамотные электрики стали ставить тонкие проволочки, предварительно проверив их на сгорание от перегрузок. Их примеру массово последовали все остальные, не заботясь об защите. Жучок ставили потолще: дабы реже менять.
Поэтому он оставался целым, а горела проводка.
Особенности защит ПАР
Производство выпустило конструкцию предохранителя без плавкой вставки, но с автоматической защитой от перегрузок и КЗ. После ее срабатывания достаточно было нажать на кнопку корпуса. При отсутствии повреждения в электропроводке напряжение вновь подавалось на отключенную схему.
Временные характеристики защиты зависели от кратности аварийного тока по отношению к его номинальной величине. Чем она была выше, тем быстрее происходило отключение.
Возможности автоматических выключателей
Автоматы АЕ выпускались в корпусе, который отдельно крепится винтами к планке квартирного щитка. Внутри него работает два раздельных механизма, заимствованных из ПАР. Они более качественно обеспечивают:
- мгновенную отсечку токов КЗ;
- отключение перегрузок тепловым расцепителем с выдержкой времени, необходимой для обеспечения бесперебойной работы подключенных потребителей.
Других электрических защит старый квартирный щиток не имел, а требования к безопасности электропроводки повышались: число бытовых потребителей и их мощности постоянно росли.
Современные виды защит для квартиры
Размеры электрического квартирного щитка сейчас значительно увеличились из-за необходимости размещения в нем различных модулей и клеммных сборок кабелей.
Шины подключения проводов
Раньше провода фазного и нулевого потенциала можно было посадить непосредственно на входные предохранители, а после них разводить схему дальше по различным ответвлениям.
Современный щиток электрический квартирный требует обязательного монтажа отдельных клеммных сборок — шин для наглядной сборки трех типов проводов:
- фазного;
- нулевого рабочего;
- защитного РЕ проводника.
Рассмотрим роль последнего чуть подробнее.
Как работает РЕ-проводник в качестве защиты
В системе электроснабжения здания по схеме заземления TN-S потенциал контура земли от питающей трансформаторной подстанции к каждому бытовому потребителю подается двумя одинаковыми и параллельными цепочками, каждая из которых решают свою задачу:
- обычный ноль создан для магистрали прохождения рабочего тока нагрузки каждого потребителя при нормальном режиме;
- защитный РЕ проводник отводит аварийные токи с корпусов поврежденных потребителей, обеспечивает работу ряда современных защитных модулей.
Поэтому рабочий ноль допустимо разрывать вводными автоматами или переключателями, а защитный РЕ проводник — запрещено.
К его монтажу и эксплуатации предъявляются самые жесткие требования по сохранению целостности во время любого создаваемого режима, а особенно — при внезапной аварии.
Запрещается:
- уменьшать его проектное поперечное сечение;
- монтировать стыковкой из отдельных кусков провода;
- пропускать через коммутационные аппараты;
- разрывать любым способом.
С целью обеспечения наглядности и удобства монтажа или проверок схемы маркировка шин с проводами РЕ-проводника выполняется чередующимися полосками из ярких желтых и зеленых расцветок.
Наличие надежного РЕ проводника в электрическом квартирном щитке — это обязательное требование современных правил безопасности. Все старые здания, оборудованные по схеме заземления TN-C должны быть переведены на усовершенствованную систему TN-C-S. Это длительный и трудоемкий процесс.
Как изменились электрические автоматы
Принцип работы предохранителей ПАР и выключателей АЕ постоянно совершенствуется во всех современных автоматических модулях.
Они сейчас более приспособлены для работы в конкретных условиях различных схем и выпускаются очень широким ассортиментом, обладают отличающимися техническими характеристиками.
Для их выбора разработан специальный алгоритм, учитывающий величину номинального тока и другие важные эксплуатационные требования.
При вводе в работу или в ходе эксплуатации автоматов важно проверять не только уставки, но и надежность срабатывания с учетом петли «фаза-ноль». Ее электрической сопротивление способно повлиять на качество отключения токового органа.
Автоматические модули защит с дифференциальным органом
Принцип протекания тока только по замкнутой цепи позволил выявлять возникновение опасной утечки за счет постоянного сравнения величин токов, входящих в квартирную проводку — фазы и исходящих из нее — нуля.
Когда они равны, то в суммирующем сердечнике магнитные потоки ФL и ФN сбалансированы. Если же где-то внутри контролируемой схемы возникла утечка, то пропорционально ее величине в магнитопроводе создается дисбаланс Ф∑.
Он формирует ток в дополнительной обмотке, который направляется на катушку токового реле.
При достижении значения выставленной уставки происходит срабатывание исполнительного органа — реле KL. Оно отключает защищаемую схему от входного напряжения.
На этом принципе работают УЗО и дифференциальные автоматы.
Особенности конструкций УЗО
Устройства защитного отключения создаются для выполнения одной из двух возможных задач:
- Спасения жизни человека от проникновения потенциала фазы на корпус любого бытового прибора.
- Предотвращения возникновения пожара от токов утечек через поврежденную изоляцию.
В первом случае достаточно выбора уставки защиты в сухих жилых помещениях 30 мА, а с периодически создаваемой влажностью (душевые, ванные, кухни и другие подобные) — 10 или 6 мА.
Противопожарное УЗО не может спасти человека. Оно имеет более грубую уставку срабатывания: 100 или 300 мА. Но ее вполне достаточно для предотвращения возникновения пожара от повреждений изоляции.
Конструкция УЗО рассчитана на протекание через защиту токов только номинальной величины. При аварийных режимах она выходит из строя. Поэтому ее обязательно защищают автоматическим выключателем соответствующего номинала.
Как устроен дифавтомат
Его устройство объединило две предыдущих защиты: УЗО и совмещенный автоматический выключатель внутри общего модуля.
Такая конструкция не требует поиска двух отдельных защит, подходящих по электрическим характеристикам. Она одновременно экономит место в квартирном щитке.
Токовые защиты с дифференциальным органом: УЗО и дифавтоматы способны работать в старой схеме заземления TN-C и новой TN-S. Однако, наличие трехпроводной системы с защитным РЕ проводником значительно улучшает их безопасность за счет более раннего отключения повреждений.
Защитные приборы от повышенного напряжения в бытовой проводки
Эти конструкции создаются для быстрой ликвидации двух различных аварий:
- Увеличения фазного напряжения 220 вольт до линейной величины 380 вследствие перекоса фаз нагрузками или обрыва нуля в питающей трехфазной системе.
- Проникновения импульса молнии до 500 вольт в бытовую проводку через ограничители перенапряжения воздушной ЛЭП.
Как работает реле контроля напряжения
Современный модуль РКН позволяет выставлять индивидуальные уставки срабатывания по уровню напряжения и промежутку времени от возникновения аварии до момента отключения.
На большинстве устройств включена функция вольтметра — индикация текущего уровня напряжения на цифровом табло.
Реле РКН рекомендовано к установке в местности с протяженными воздушными линиями и неблагоприятными метеорологическими условиями, когда часто происходят обрывы провода.
Пропадание нуля трехфазной сети нарушает баланс работы однофазных потребителей, ведет к подключению линейных напряжений на две фазы. Если у одного потребителя отключены все бытовые приборы, то его сосед автоматически сразу получит практически полноценные 380 вольт вместо номинальных 220.
Все электродвигатели работающей бытовой техники, не оборудованные соответствующими защитами, сгорят. Повреждается также цифровая техника и осветительные приборы.
Реле контроля напряжения спасает всю дорогую технику при случайном возникновении аварийной ситуации в схеме электроснабжения.
Как работает модуль защиты УЗИП
Многие владельцы зданий надеются, что установленная молниезащита надежно спасает их жилище и имущество. Однако молния способна найти иной путь: ударить в питающую ЛЭП.
Ограничители перенапряжения ВЛ погасят ее высоковольтный импульс последовательными ступенями. До квартирного щитка может дойти порядка 500 вольт с формой сигнала, повторяющей ток разряда молнии.
Продолжительности 20 микросекунд вполне достаточно для вывода из строя бытовой проводки и техники.
Модуль УЗИП устанавливается на вводе в дом, квартиру между фазным проводом и РЕ проводником.
Он работает по принципу варистора: при нормальном уровне напряжения УЗИП обладает довольно высоким электрическим сопротивлением и не влияет на работу всей схемы.
Во время приложения высоковольтного импульса происходит пробой разрядом его полупроводниковой среды: потенциал фазы подключается на контур заземления здания и не проходит дальше в схему. При этом срабатывает вводной предохранитель защиты УЗИП, отключая напряжение со всей квартиры.
Защита от импульсных перенапряжений спасает бытовую технику от повреждения током молнии, попавшей в электропроводку при максимальном погашении ее энергии защитами ВЛ.
Как работают модули дуговой защиты
По инициативе компании Сименс модульная дуговая защита стала массово внедрять с конца прошлого века во всех зданиях западных стран как спасение от пожаров при повреждениях изоляции.
Она анализирует появление микродуг внутри контролируемой схемы.
Для этого отслеживается форма качества гармоник у синусоид токов и напряжения, которые резко меняются при мельчайшем повреждении диэлектрического слоя проводки.
Микропроцессор защиты определяет зоны гистерезиса и по их критическому уровню отключает напряжение с необходимой выдержкой времени.
По этой технологии российские производители тоже начали выпуск многофункциональной защиты серии УЗМ-51, которые постоянно совершенствуются.
Модули дуговой защиты рекомендованы к установке в квартирном щитке зданий, выполненных из горючих материалов: всех видов древесины или при каркасном строительстве.
Рекомендую по теме статьи оценить видеоролик, показывающий обзор, как выполнен щиток электрический квартирный от Ваш Электрик Коломна.
Сейчас вам удобно задать вопросы в комментариях и поделиться этой информацией с друзьями в соц сетях.
