Как защитить проводку от перегрузки и короткого замыкания
Главная задача электрика – сделать проводку надёжной и безопасной. В результате аварий может произойти возгорание или людей ударит током. Аварии возникают из-за повышенного тока и коротких замыканий. В результате через проводники протекает слишком большой ток, они греются и на них плавится изоляция, возникает искрение или дуга. В этой статье я расскажу о том, как защитить проводку от перегрузки и короткого замыкания.
Почему перегрузка короткое замыкание опасны — теория
Чтобы понять опасность протекания повышенного тока через провода нужно вспомнить два важных закона физики из курса «электричество и магнетизм». Первый — это закон Ома:
Ток в цепи прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению.
Это значит, что если в цепи малое сопротивление – ток будет большим, а если большое – то маленьким, а также при повышении напряжения ток растёт вместе с ним. Это кажется очевидным, но у новичков часто возникает вопрос «почему замыкание называют коротким? А что бывает длинное?». Вот как раз потому что при коротком замыкании сопротивление замкнутой цепи приблизительно равняется:
где RЛИНИИ — это сопротивление проводников, зависит от их сечения и длинны (R=po*L/S);
r — внутреннее сопротивление источника питания. Если сказать простым языком, то зависит от конструкции если это гальванический элемент, или от сечения провода в обмотке трансформатора;
RКОНТАКТ — переходное или контактное сопротивление – его величина зависит от площади касания двух замкнутых проводников.
Также стоит учитывать реактивные индуктивные и емкостные сопротивления, но в бытовой проводке можно опустить этот вопрос.
В результате при замыкании цепи ток ограничен только приведенными выше сопротивлениями, а они в большинстве случаев ничтожно малы (доли Ом, в домашней электросети), даже при сопротивлении 1 Ом при напряжении в 220В в цепи будет протекать ток 220В, против вашей проводки рассчитанной обычно на 16-40А. А на практике ток короткого замыкания составляет сотни и тысячи ампер!
Второй закон, о котором нужно сказать — это закон Джоуля-Ленца, в учебниках о нём сказано:
Количество теплоты, выделяемое в единицу времени в рассматриваемом участке цепи, пропорционально произведению квадрата силы тока на этом участке и сопротивления участка.
Что это значит? То, что, чем больше сопротивление проводника или ток через него – тем больше тепла выделится на нём. То есть когда через провода протекает ток – они греются. У каждого проводника есть определенное сопротивление.
Чтобы проводник не перегревался подбирают нужное сечение под определенный ток. Чтобы жила не грелась — тепло должно рассеиваться в окружающую среду, рассеивается оно тем быстрее, чем больше площадь, с которой оно рассеивается.
В связи с этим тонкие провода под большой нагрузкой начинают греться и становятся горячими, а толстые – успевают отдать тепло наружу, и их температура остаётся почти неизменной. Если температура проводника будет слишком высокой, вплоть до покраснения жилы – изоляция оплавится.
Сечение проводника — первый шаг к защите от перегрузки
Вы наверняка знаете, что под каждую нагрузку выбирают провод или кабель с жилами определенного поперечного сечения, например, для оценки правильности выбора сечения жил популярного кабеля марки ВВГ-НГ-ls используют таблицу 1.3.4 из ПУЭ. В ней описаны требования для проводов и кабелей с резиновой или поливинилхлоридной (ПВХ) изоляцией. Также она учитывает способ прокладки и количество проводников.
Так как проводники выбирают с запасом, то электрики руководствуются простым правилом: для розеток провод 2.5 мм², а для освещения – 1.5 мм². В большинстве случае этого достаточно.
Согласно этой таблице вы проверяете расчетные значения сечения и выдержат ли жилы такую плотность тока без перегрева и других неприятностей.
Итак, первым шагом к защите от перегрузок является прокладка хорошей проводки из медного кабеля типа ВВГ-НГ-ls или NYM. При этом учтите, что при покупке кабельных изделий «на рынке» вас может ждать продукция, изготовленная не по ГОСТ, а это значит, что реальное сечение, скорее всего, будет меньше указанного. В результате получается, что вроде бы и кабель проложили «какой надо», но в результате соединения отгорают, жилы греются, а изоляция плавится.
Защитная аппаратура
Автоматический выключатель – это основной коммутационный аппарат для защиты проводки от перегрузки и коротких замыканий. В народе их называют автоматами и ошибочно «пакетниками» (что в корне неверно).
Главное, что нужно запомнить – автоматический выключатель защищает КАБЕЛЬ, ШНУР или ПРОВОД от возгорания или перегорания, но никак не оборудование или людей.
Если кратко, то в автоматическом выключателе есть два расцепителя – электромагнитный и тепловой. Электромагнитный срабатывает при сильном превышении тока (в единицы и десятки раз больше номинального тока), например, при коротком замыкании, а тепловой при незначительной перегрузке, например, на 20-50%.
Таким образом, если вы включите много электроприборов – нагреется тепловой расцепитель, это биметаллическая пластина, которая при нагреве изгибается. Изгибаясь она приведет в движение механизм отключения автоматического выключателя, таким образом цепь обесточится.
Электромагнитный расцепитель – это соленоид внутри которого есть сердечник. При протекании большого тока – соленоид выталкивает сердечник и приводит в движение механизм отключения. Это своего рода реле тока.
От правильности выбора номинала и типа время-токовой, характеристики зависит безопасность его использования.
Номинальный ток автоматического выключателя выбирают исходя из пропускной способности самого слабого места в проводке. Например, какой бы вы кабель не проложили на розетки, посмотрите, что на ней написано, в большинстве бытовых розеток вы увидите 16 ампер, а иногда и 10 ампер.
Поэтому и номинал автоматического выключателя выбирают на 16А. Если допустим вы решили поставить автомат с номинальным током в 32А, исходя из соображений «розеток же несколько, да и кабель выдержит, он же 2,5-4 мм²», то при подключении в одну розетку через удлинитель обогревателя и фена – через неё пойдёт ток больше 16А, в результате её контакты начнут греться, а корпус плавится.
Если вы вовремя не отключите приборы – то, нагреваясь, контакты покроются нагаром, части корпуса оплавятся, а металлические шинки, удерживающие вилку, расширятся и контакт ослабнет. Из-за чего контактное сопротивление возрастёт и нагрев будет происходить еще интенсивнее, розетка начнет искрить и дымится, вплоть до возгорания обоев или стен, в которых она установлена.
Время-токовая характеристика, если говорить простыми словами, то это характеристика, которая показывает как быстро отключится автомат в случае перегрузки. В домашнем электрощите зачастую используют автоматы класса B и C.
Второе правило – устанавливайте автоматические выключатели с номинальным током, не превышающим самое слабое звено в электропроводке. Если вам нужно чтобы больше потребителей могли одновременно работать – делите розетки на группы в каждой комнате и прокладывайте к ним отдельный кабель (радиальная схема разводки).
Дифференциальная защита от утечек
И по сей день обыватели, установив УЗО почему-то считают, что оно защитит от перегрузки или короткого замыкания, это также ошибочно.
УЗО – устройство защитного отключения, создано для защиты при утечке тока. Это нужно для: защиты человека при случайном касании токопроводящих частей под напряжением (оголенные провода, корпус поврежденного электроприбора), а также утечки тока на заземленные корпуса, трубопроводы, элементы строительных конструкций и прочего.
УЗО отслеживает сколько тока прошло по фазному и сколько по нулевому проводнику, если есть разница между проводами – значит произошла утечка и силовые контакты размыкаются.
Таким образом обеспечивается безопасность людей, а также снижение риска дальнейшего развития утечки до короткого замыкания, при повреждениях изоляции, что особенно важно в деревянном доме, например.
Другой тип защитных приборов – дифавтомат, совмещает в себе функции УЗО и автоматического выключателя. На рисунке ниже вы видите, как отличить дифавтомат (слева) от УЗО (справа), отличия на схеме и в маркировке.
УЗО и дифавтоматы всегда выполняются в двухполюсном или четырёхполюсном виде однофазных и трёхфазных цепей соответственно. Согласно ПУЭ п. 1.7.80, должны использоваться только если есть заземление, то есть в двухпроводной сети их использовать запрещено. Однако это спорный вопрос в этой статье рассматривать не будем.
Ограничитель мощности
Следующий прибор отключает нагрузку в случае превышения мощности. Это Реле ограничения мощности. Примером такого устройства является однофазный ОМ-110 или трёхфазный ОМ-310, есть и другие модели – эти приведены просто для примера.
Хоть это устройство и не является по своей сути защитным и его используют в большей степени энергосбытовые или сетевые компании для контроля и ограничения потребления электроэнергии, свыше установленной в нормальной или уменьшения этой величины в аварийной ситуации. Изделие отслеживает потребляемую мощность и в случае её превышения отключает потребителя.
Тем не менее устройство не допустит перегрузок электропроводки если вы правильно установите параметры его работы
Заключение – 3 правила чтобы не было КЗ и перегрузок
Безопасность и долговечность работы электропроводки лежит на трёх китах:
1. Правильный выбор сечения кабельных изделий.
2. Установка автоматических выключателей и других приборов защиты нужных номиналов. Покупайте их только в сертифицированных магазинах, чтобы не нарваться на подделку, отдавайте предпочтение таким брендам, как ABB, Schneider Electric, а из более дешевых — отечественный КЭАЗ (г. Курск).
3. Правильная эксплуатация электрообрудования.
Под «правильной эксплуатацией» я имею в виду:
1. Своевременную замену и протяжку клеммников электроустановочных изделий — автоматов, УЗО, выключателей света, розеток.
2. Рационального распределения нагрузки по розеткам — не вставляйте в тройники и удлинители мощные электроприборы, таким образом вы можете перегрузить розетку или кабель, который её питает.
3. Аккуратное обращение с электроприборами — не допускайте попадание воды, металлических предметов внутрь бытовой техники, чтобы не произошло замыкание. Ведь даже если автоматы и кабель установлены хорошие нужно помнить, что автоматы иногда залипают или срабатывают медленно, в результате чего отгорают соединения в распредкоробках.
4. При ремонте приборов и монтаже или обслуживании проводки используйте качественную изоляцию, которая хорошо липнет или термоусадочные трубки. Избегайте скруток — соединяйте провода пайкой, сваркой, гильзованием или клеммниками. Таким образом вы избежите коротких замыканий в результате плохой изоляции или нагрева соединений в распределительных коробках.
Как в электроплитке изолировать провода от перегревания
4 конфорки. К каждой из них идут три провода в изоляции. На двух конфорках всё норм. А на двух прочих почему-то горит изоляция. При этом в прошлый раз изоляцию поменял (думал, от КЗ сгорела), некоторое время продержалось. А щас открываю, изоляция сгорела. Поставил новую, но она сразу начала плавиться. С чем это может быть связано?
к нам приходят раз 2-3 в месяц жековский электрик по плиткам
На них наверно мощность больше, толще провода поставь.
Нужно не изоляцию менять, а провода контакты. Вместе с изоляцией 😉
тут даже такой прикол, что на проблемной конфорке два провода чистые (аж медь блестит), а вот третья и плавится как раз
купи жене нормальную плиту. будь мужиком, блеать!
может, я фазы перепутал, когда провода ставил, и зависит ли что-нибудь от этого
(2)(3) ну так частично же плавится, остальные без проблем ток проводят
щас заметил, что на каждой тройке проводов стоит маркировка, причём не заводская, а просто кто-то будто бы покрасил: красный мазок, чёрный мазок и нет мазка
так-то все конфорки включаются, накаляются
по ходу с фазами чего-то напутал
(5) пора уже, пора..
(9)какая х разница что слева, что справа
(11) вот и я не могу понять
щас поставил греться другую конфу, хочу проверить провод на жар
Что за плита? мануал на плитку почитай, там наверняка написано какой провод куда ставить Пригласи электрика пока дом не спалил.
Какие фазы? У тебя квартира фаза всегда одна. И особой разницы между подключением фазы и нуля нет!
конфорки разные на электроплитах по мощности. провода скорее всего стоят на всех одного сечения, вот и не выдерживает на самой мощной.
(12) амперметр 😉
Ну или тепловизор. Стоимостью более десятка плиток.
короче, провода на на других конфорках холодные
и только во на этой блеять и именно этот провод нагревается так, что изоляция сразу плавится
придётся читать маны
в (15) правильно написано. ставь толще провод
(18)поме5няй комфорку, скорее всего тэн внутри перемыкает где то
(19) так провода-то одинаковые везде.
(21) поменяй тот который нагревается
(23) думаешь, от того, что поменяю, сопротивление резко возрастёт?
там где-то максимум 200 Ом на конфу подаётся, провода холодные
от того, что поменяю провода, разве что-то особо изменится
(24) может и уменьшиться. смотря в какую сторону будешь сечение менять 🙂
П.С. даже мне, недалекому, который из физики только третий закон Ньютона помнит Волшебник недавно тут сумел закон Ома растолковать на примере с трубой и водой.
Если провода одинакового сечения на данной конфорке, а второй провод не греется, то либо металл разный, либо ток протекает каким-то другим путем частично, а не через холодный провод. Например через нулевой и земляной провод, т.е. через параллельное соединение.
европейские электропечи могут быть сделаны под использование и на 380 и на 220.
На вводе у электропечи может быть распределительная коробочка, где схема подключения(220/380) коммутируется перемычками. Если такое у тебя есть, может, с перемычками чего.. напутал?
возможно где то контакт плохой и замыкает
если голова не варит — пригласи электрика
возможно где то контакт плохой и нагревается из-за этого. надо зачистить или поменять контакы (если они заменяемые)
мне это напоминает первый мой ремонт машины — тоже искал окислившиеся контакты или плохой контакт, а оказалось реле — повозившись неделю, отогнал электрику, который за 15 минут нашел битое реле и заменил его
ну вообще-то, если знать мариковку самой печи, модель, производителя, то скорей всего, в инете схему и инструкцию можно найти.
а по сути. перепутал не землю и ноль, а фазу с чем-то еще.
Но есть ли в доме тестер? если есть, то можно замерив все напряжения на всех нормальных подключениях и ненормальных, можно выяснить как нужно правильно включить. В принципе, стоимость подходящего тестера примерно совпадает со стоимостью вызова электрика
Но тестером можно сжечь то, что еще не успело сгореть 🙂
Сечение провода озвучь
(8) мазок.. это что-то из области венерологии?
(0)Вероятных причин три :
а)Тонкие провода, банально не выдерживают протекающего тока, и сильно нагреваются.
Решение- замени на более толстые провода.
б)Плохой контакт, в месте плохого контакта увеличивается сопротивление, поэтому нагрев возрастает в разы. Часто сопровождается звуковыми эффектами вроде потрескивания в месте плохого контакта. Плавиться не весь провод равномерно, а по большей части около контакта. Сам контакт имеет нагар.
Решение — почистить или заменить места соединений, обеспечив нормальный контакт.
в)Перегрев проводов от самой конфорки.
Провода проходят рядом с горячими частями конфорки, и при нагреве конфорки изоляция банально плавиться.
Решение — нормально проложить провода, использовать провода с термостойкой изоляцией.
спасибо, комрады. попробую поменять провод/контакт с целью увеличения сопротивления
(39) уменьшения. от повысившегося сопротивления (например из-за плохого контакта) они и греются.
(39) Может ей уже место на свалке?
Как модель называется?
Вот продается исправная и ничего не греется
http://www.ukrboard.com.ua/ru/board/m-1115950/plitka-ehlektricheskaya-prodamm/
+41 еще лучше
http://do64.ru/upload/big/1_50052.jpg
(42) ISO 9001-2008
(0) Каким образом ты поменял изоляцию на проводах? Синей изолентой замотал? И она внезапно оплавилась? Там должны стоять провода с термостойкой изоляцией
Проблемы невозможно решaть нa том же уровне компетентности, нa котором они возникaют. Альберт Эйнштейн
Потемневшая изоляция проводов в местах соединения.
Доброго времени суток!
Недавно обнаружил потемневшую изоляцию проводов около соединений в лестничном щитке.
Такая картина наблюдается у провода, уходящего от общего пакетника к счётчику и у провода, подходящего к автомату электроплиты.
Понятно, что темнеет от перегрева. Вопрос, почему греется?
Провода — аллюминий, ~2мм в диаметре.
Соединения винтовые.
Феодор
Просмотр профиля
22.3.2007, 21:34
Группа: Пользователи
Сообщений: 296
Регистрация: 18.12.2006
Пользователь №: 7923
Так подтягивать соединения надо.
Полтора квадрата алюминия — не маловато ли на квартиру с электроплитой? Какие номиналы у автоматов?
22.3.2007, 22:46
Соединения затянуты, проверял.
А на счёт проводки — уж какая есть, 30 лет дому.
22.3.2007, 22:48
Автоматы — 2х16А на освещение и розетки (2 зоны) и 25А на плиту.
22.3.2007, 23:35
Цитата(Феодор)
Полтора квадрата алюминия — не маловато ли на квартиру с электроплитой?
И простите, Феодор, сразу не сообразил.
Разве при диаметре проводника 2мм площадь сечения полтора квадрата получается?
А не 3.14мм2?
AlexPetrov
Просмотр профиля
23.3.2007, 5:24
Группа: Модераторы
Сообщений: 1570
Регистрация: 29.11.2006
Из: Приморье
Пользователь №: 7786
у провода, уходящего от общего пакетника к счётчику и у провода, подходящего к автомату электроплиты
— ключевые слова. Возможен нагрев самого пакетника вследствие ухудшения контактных групп внутри него. Проверьте и замените в случае подтверждения.
Flash
Просмотр профиля
23.3.2007, 13:10
Группа: Модераторы
Сообщений: 630
Регистрация: 14.10.2006
Из: г. Белгород
Пользователь №: 7130
Разве при диаметре проводника 2мм площадь сечения полтора квадрата получается?
А не 3.14мм2?
Сечение: S= (3,14*D) / 4;
Посчитай, скока получится? .
Когда я ем — я глух и нем, чертовски быстр и дьявольски умён
23.3.2007, 17:05
Цитата(Flash)
Сечение: S= (3,14*D) / 4;
Посчитай, скока получится? .
Вспоминаем школьный курс геометрии.
Формула площади круга:
S= pi * R^2
S= (pi * D^2) / 4
Flash
Просмотр профиля
23.3.2007, 18:10
Группа: Модераторы
Сообщений: 630
Регистрация: 14.10.2006
Из: г. Белгород
Пользователь №: 7130
Млин, в натуре квадрат забыл написать.
Когда я ем — я глух и нем, чертовски быстр и дьявольски умён
Феодор
Просмотр профиля
23.3.2007, 19:18
Группа: Пользователи
Сообщений: 296
Регистрация: 18.12.2006
Пользователь №: 7923
Блин, в голове вертелся откуда-то pi * r^2 / 2. Стыжусь называться магистром математики.
Может быть ещё такой сценарий: контакты отошли, провод нагрелся, пришёл электрик с плановой проверкой, подтянул.
23.3.2007, 23:25
Цитата(Феодор)
. Может быть ещё такой сценарий: контакты отошли, провод нагрелся, пришёл электрик с плановой проверкой, подтянул.
Издеваетесь?
Какая плановая проверка? Сейчас электрики-сантехники по вызову не сразу приходят. Если только не авария конкретная или денег не дашь. Контакты сам периодически проверяю. Всё протянуто.
Есть подозрение, что всё из-за пакетника. Стоит ПВ2-25 на 25А. Реальная суммарная нагрузка по всем трём линиям (см. выше) иногда превышает номинал пакетника. Вот он и греется, а вместе с ним и контакты.
Может быть такое?
сергей_абрамов
Просмотр профиля
24.3.2007, 6:23
Группа: Пользователи
Сообщений: 1852
Регистрация: 16.3.2004
Из: Альметьевск-Самара
Пользователь №: 16
Реальная суммарная нагрузка по всем трём линиям (см. выше) иногда превышает номинал пакетника. Вот он и греется, а вместе с ним и контакты.
Вполне возможно. Купите пакетник и замените.
Удачи.
Никто внятно не может объяснить , какой у электричества вкус.
24.3.2007, 10:50
Площадь соприкосновения кольца проволоки S=4 мм^2 к контактной поверхности
пакетника S=П*D*В=3,14*8*0,2=5 мм^2,
где D=8 мм-диаметр кольца
В=0,2мм-линия контакта к контактной поверхности
Если эта площадь менее 4 мм^2, ток (или часть) потечет по резьбовой части контакта, что недопустимо, ибо при нагревании этого соединения происходит ослабление соединения и дальнейшее ухудшение состояния контакта.
Увеличить эту площадь возможно за счет:
1. Размера кольца
2. Длины. Для примера сравним плоскую контактную поверхность пакетника с АВВ или ЛЕГРАНД.
3. Ширины линии контакта. Для проволочных контактов достаточно небольшое подтачивание
Предназначение винта-обеспечение максимального контакта проволоки с контактной поверхностью пакетника.
Мое мнение плохой контакт проволоки.
Внутренний нагрев при плохой теплопередаче давно бы развалил карболитовый корпус пакетника.
Нагрев контакта при хорошей теплопередаче вызывает обугливание изоляции рядом с контактом. Конечно же не без ущерба внутренним контактам пакетника.
Неисправности электроплит
Не работает электроплита? Давайте разберемся! Современные электрические плиты иностранного производства не адаптированы под интенсивность эксплуатации российского потребителя, чувствительны к скачкам напряжения, этому свидетельствуют наиболее частые причины неисправностей:
1. Отключение при нагреве одного или нескольких нагревательных элементов либо постоянная работа на максимальной мощности, плита не греет, ошибки на дисплее:
Причина: В большинстве случаев это неполадки в составляющих компонентах электронного модуля управления вследствие перегрева, скачков напряжения или неправильного подключения!>
Методы устранения:
Замена электронного модуля (самый дорогой вариант, цена нового модуля доходит до 80% стоимости электроплиты в целом).
Ремонт электронного модуля (стоимость этого метода значительно ниже чем замена + производится профилактика возможных поломок в будущем), ремонт электрической плиты происходит следующим образом:
Варочная панель извлекается из столешницы, разбирается для доступа к электронному модулю (плате управления), далее инженер при помощи специального оборудования диагностирует все элементы данного блока и выявив неисправность устраняет ее путем замены вышедших из строя электронных компонентов. После произведенных paбот, варочная панель собирается и устанавливается на свое прежнее место для проверки на всех режимах раboты, после тестирования электроприбора вам выписывается гарантийный талон с указанием проведенных работ, а также даются рекомендации для предупреждения неисправностей, характерных для данной модели плиты.
2. Нагревательный элемент или зона элемента не включается:
Причина: В большинстве случаев это вызвано долгой и интенсивной эксплуатацией данного элемента, несоблюдением диаметра посуды, естественной выработкой!
Методы устранения:
Замена нагревательного элемента.
Неисправность диагностируется как визуально, так и наличием сопротивления на нагревательном элементе, при отсутствии которого нагревательный элемент считается неисправным и заменяется на новый.
Замена переключателя мощности нагревательного элемента происходит в случае исправности самого нагревательного элемента и исправности подводки, определяется наличием контакта, исправляется путем его ремонта (если это целесообразно) или замены на новый.
Неисправные узлы также должны верно диагностироваться и в случае неработоспособности, заменяться на новые.
3. Плита замыкает:
Причина: короткое замыкание в проводке или нагревательном элементе. Часто вызвано попаданием влаги или деформацией спирали в ТЭНе, переключателе режимов или конфорке.
Методы устранения:
Замена неисправной детали, либо ее изолирование (если таковое возможно).
4. Не работает правая или левая половина плиты (часто две конфорки одновременно).
Причина: если отказ произошел в плите, которой от 1 до 3-х лет, то часто поломка связана с оплавлением контактов клеммной колодки, особенно когда установку производили вместе с кухней. Ну а если конфорки отказали после 3х лет эксплуатации, то причина — силовой модуль, его проводящие дорожки и компоненты (первый вариант также возможен).
Устранение: замена клеммной колодки, «прозвонка» проводящих дорожек силового блока и его компонентов.