Защита электросети

Электричество играет важную роль в обеспечении жизнедеятельности современного общества. От освещения до работы бытовой и промышленной техники, от обогрева до охлаждения – электросети и оборудования являются неотъемлемой частью нашей повседневной жизни. От надежной работы электросети зависит функционирование всех устройств, а также безопасность жильцов.

Электросети часто становятся источником пожаров. В последние годы доля пожаров из-за электросетей только растет, что связано с общим ростом энерговооруженности жилых и общественных зданий, при этом наблюдается отставание в реконструкции электросетей, несвоевременное обслуживание электроустановок, износ электрооборудования и электропроводки. Например, в 2020 году около 63% пожаров в зданиях образовательных организаций, 49% пожаров в зданиях здравоохранения и социального обслуживания, и 34% пожаров в жилых зданиях произошли из-за аварийного режима работы электросетей и оборудования.

Основные угрозы для электросети дома

1. Перегрузка электросети

Перегрузка электросети — это одна из наиболее распространенных причин аварий в электрических сетях домов. Она возникает, когда ток в цепи превышает допустимое значение для элементов электрической сети. Хотя токи в перегрузке могут быть меньше, чем при коротком замыкании, этот процесс длительный и может вызвать нагрев электрических конструкций. Перегрузка часто происходит из-за неправильного использования электроприборов. Например, подключение нескольких устройств к одной розетке через удлинители может превысить допустимую нагрузку на цепи и вызвать перегрузку.

2. Короткое замыкание

Короткое замыкание возникает, когда происходит не предусмотренное конструкцией соединение проводников электрической сети, между которыми имеется напряжение (разность потенциалов). Авария сопровождается появлением токов, которые могут достигать нескольких сотен или даже тысячи ампер и нагреть элементы электрической сети до такой степени, что они выйдут из строя или вызовут пожар. Именно поэтому предохранители и автоматические выключатели играют важную роль в предотвращении коротких замыканий. Они вовремя обнаружат аварию и автоматически отключат сеть, минимизируя риск возгорания.

3. Поражение электрическим током

Поражение электрическим током – одна из наиболее серьезных угроз для жизни и здоровья людей. Это может произойти, когда человек касается частей под напряжением или когда опасное напряжение появляется на металлическом корпусе устройства из-за повреждения изоляции. Например, в изоляции провода внутри стиральной машины появилась трещина, оголенная жила провода касается металлического корпуса, из-за чего на корпусе появляется опасное напряжение. Далее электрический ток «утекает» на металлический корпус и может пройти через тело человека. Выключатели дифференциального тока (ВДТ или УЗО) обнаруживают недопустимый ток утечки и автоматически обесточивают электрическую сеть.

4. Повышение напряжения

Повышение напряжения может вызвать выход из строя бытовых электроприборов. Это может произойти, например, из-за обрыва нулевого проводника в трехфазной электрической сети, когда напряжение в домашней сети увеличивается до значений, которые не предусмотрены для подключенных устройств. Защитить оборудование в доме может реле напряжения. Аппарат защиты устанавливается в электрическом щитке и контролирует напряжение в сети и защищает бытовую технику от выхода из строя.

5. Перенапряжения

Перенапряжения, вызванные грозовыми разрядами или внутренними процессами электрических сетей, также могут вызвать выход из строя бытового оборудования. Молния распространяет электромагнитные колебания, которые наводят напряжение в проводниках воздушных линий передач, которые в свою очередь могут повредить подключенное оборудование. В лучшем случае это вызовет сбой в работе оборудования. От таких опасностей можно защититься с помощью Устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП).

Средства и методы защиты электросети

Установка предохранителей и автоматических выключателей

Автоматический выключатель или "автомат" представляет собой важное средство защиты электрической сети от различных видов неисправностей, таких как короткие замыкания и перегрузки. Они действуют быстро и эффективно, обеспечивая безопасность электрических систем. Для разных типов сетей и нагрузок существуют различные виды автоматических выключателей, включая те, которые оснащены электромагнитными и тепловыми расцепителями.

Один из ключевых компонентов автомата – электромагнитный расцепитель. Этот элемент отвечает за защиту цепи от коротких замыканий. Когда в электрической цепи происходит короткое замыкание, ток мгновенно возрастает до значений, превышающих номинальный ток автомата. Этот увеличенный ток проходит через катушку электромагнитного расцепителя, создавая магнитное поле достаточной силы, чтобы преодолеть сопротивление пружины, на которой установлен сердечник. Под действием этого поля сердечник перемещается, вызывая размыкание контактов автомата и обесточивая цепь. Таким образом, электромагнитный расцепитель действует практически мгновенно, обеспечивая быструю защиту от коротких замыканий.

Для защиты от перегрузок используется тепловой расцепитель. При превышении номинального тока электрической цепи тепловой расцепитель срабатывает благодаря нагреву биметаллической пластины, которая искривляется и воздействует на механизм расцепителя. Это искривление активирует механизм расцепителя, который размыкает контакты автомата, отключая цепь от источника питания.

Грозозащита

Внешняя молниезащита – это комплекс мероприятий, направленных на защиту зданий, сооружений и людей от прямого воздействия молнии. Её основная идея заключается в улавливании и перенаправлении грозовых разрядов, чтобы минимизировать риски повреждения объектов инфраструктуры и обеспечить безопасность людей.

Основные элементы внешней молниезащиты включают в себя молниеприемник, токоотвод и заземлитель.

Молниеприемник – это устройство, предназначенное для улавливания молнии. Обычно он состоит из металлического стержня, изготовленного из алюминия, меди или стали. В момент приближения максимально заряженного лидера грозы к поверхности земли, молниеприемник перенаправляет разряд в новый канал, отводя его от сооружения.
Токоотвод – это элемент, который изменяет направление движения разряда и направляет его к заземлителю. Это позволяет отвести молнию от защищаемого объекта и снизить вероятность повреждений.
Заземлитель – это устройство, обеспечивающее прохождение разряда в землю. Это позволяет эффективно гасить разряд и минимизировать его воздействие на окружающие объекты.

На защищаемой территории могут быть установлены молниеотводы, которые предотвращают растекание заряда по объекту и направляют его непосредственно в землю. Молниеотводы могут быть установлены двумя способами:

На грунт: Отдельно стоящие молниеотводы помогают предотвратить растекание заряда по объекту и отводят его непосредственно в землю. Радиус действия таких молниеотводов в полтора раза превышает их высоту.

На здания и сооружения: При этом способе установки молниеотводов необходимо обеспечить контролируемые пути для отведения разряда, чтобы минимизировать вероятность возникновения пожара и других повреждений.

Грозозащита является неотъемлемой частью инфраструктуры, обеспечивающей безопасность зданий и сооружений от неблагоприятных погодных условий.

Использование надежных розеток и удлинителей

Бытовые электроудлинители имеют различные пропускные способности, обозначаемые в амперах (А). Чем выше пропускная способность, тем больше предельная нагрузка, которую может выдержать удлинитель, измеряемая в ваттах (Вт) и указываемая на его корпусе. При одновременном подключении нескольких устройств следует обращать внимание на суммарную мощность, которая не должна превышать предельной нагрузки удлинителя, чтобы избежать его выхода из строя.

Современные удлинители оснащены светодиодным индикатором, который информирует пользователя о наличии напряжения и уровне потребляемой мощности. Также они могут иметь встроенные устройства защиты, которые автоматически прерывают подачу тока при превышении предельной нагрузки, предотвращая различные аварийные ситуации.

При выборе удлинителя следует обращать внимание на сечение провода, учитывая мощность и длину кабеля. Удлинители с заземлением обеспечивают дополнительный уровень безопасности, минимизируя риски поражения людей током и повреждения электрооборудования. Однако, для полной эффективности, необходимо наличие современной системы электропроводки с правильно устроенным заземлением.

Использование адаптеров для подключения различных типов вилок или неправильное скручивание проводов может привести к нагреванию, короткому замыканию и даже пожару. Поэтому важно следить за правильностью подключения и избегать перегрузок и механических повреждений проводов.

Заземление электропроводки

Заземление в электропроводке – это неотъемлемый элемент обеспечения безопасности электроустановок. Его основная цель состоит в том, чтобы свести к минимуму риск поражения током для людей, работающих с электроустановками или находящихся в их непосредственной близости. Важно понимать, что различные типы электроустановок требуют индивидуального подхода к организации заземления, учитывая их особенности и условия эксплуатации.

Процесс заземления заключается в создании низкого сопротивления для отвода тока в землю. Для этого используется заземляющий электрод, который вводится в грунт. Проводимость грунта зависит от его состава, влажности и других факторов. Чем выше проводимость грунта, тем эффективнее заземление. Заземляющий электрод соединяет систему с землей, обеспечивая близкий потенциал заземления к потенциалу земли.

Защита жизни и здоровья: Предотвращение поражения электрическим током является основной задачей заземления. Поддержание низкого потенциала заземления помогает избежать разности потенциалов между различными частями системы, что снижает риск поражения током и повышает электробезопасность.

Продление срока службы бытовой техники: Эффективное заземление способствует защите электрооборудования от повреждений, вызванных статическим электричеством или перенапряжениями, что в свою очередь продлевает срок его службы.

Соблюдение норм и стандартов: Многие страны имеют законы и нормативы, требующие обязательного заземления в электроустановках.

Молниезащита: Заземление играет ключевую роль в защите от разрушительных последствий удара молнии. Правильно организованный заземляющий контур может отводить электрический заряд, предотвращая повреждения электроустановок и зданий.