От успешной работы с электричеством зависит безопасность всех членов вашей семьи, которые впоследствии будут пользоваться электроприборами. Неправильно подобранные материалы и оборудование, а также их неверное соединение всегда опасны, и такие ошибки могут привести к трагедии! Поэтому лучше всего доверить профессиональным электрикам проведение всех работ, связанных с электричеством.

Итак, важные правила при работе с электрооборудованием:

• всегда отключайте электричество на вводном защитном аппарате квартирного щитка или выключайте автоматический выключатель соответствующей цепи перед началом ремонта или проверки электрооборудования (проводки);
• перед началом ремонта переносных электроприборов всегда выключайте их из сети;
• всегда используйте качественные материалы и необходимые для работы инструменты;
• никогда не устанавливайте автоматические выключатели номиналом больше необходимого;
• при работе с электрооборудованием надевайте обувь на резиновой подошве;
• дважды проверяйте качество выполненной работы (особенно в местах соединения проводов) перед тем, как снова включить электричество!

Защитные устройства

Не ликвидированное вовремя короткое замыкание практически всегда заканчивается пожаром!

Современная домашняя электрическая сеть представляет собой довольно сложную систему, включающую в себя провода (кабели) разного сечения, общей длиной до нескольких десятков или даже сотен метров. Однако для всех проводов (кабелей) – в зависимости от их сечения, материала изоляции и способа прокладки – устанавливается значение допустимой токовой нагрузки, исходя из условий тепловой стойкости изоляции.

Проводник нагревается при протекании по нему электрического тока – это совершенно нормальное явление. Но при перегрузке – превышении допустимого значения токовой нагрузки – проводник перегревается, изоляция начинает разрушаться и теряет свои свойства. Если не прекратить этот процесс, то возможно возникновение аварийного режима и пожара.

Кроме того, в процессе эксплуатации электрооборудования возможны механические повреждения изоляции проводов и кабелей. В месте повреждения может возникнуть короткое замыкание, которое характеризуется многократным увеличением тока, а значит, и чрезмерным нагревом проводки. Как правило, короткое замыкание сопровождается искрением и возникновением электрической дуги, имеющей очень высокую температуру.

Поэтому домашняя электрическая сеть обязательно защищается от перегрузок и коротких замыканий с помощью автоматических выключателей. В некоторых ситуациях наличие защиты только в виде автоматических выключателей не обеспечивает безопасность человека. Например, при повреждении корпуса электроприбора или при его неисправности человек может случайно прикоснуться к токоведущей части и получить удар электрическим током, который иногда оказывается смертельным. Для предотвращения опасных последствий в подобных ситуациях используются специальные приборы защиты от утечки тока. Современные автоматические выключатели, приборы дифференциальной защиты и многие другие электротехнические изделия производятся в модульном исполнении, т. е. стандартизованы для установки на DIN-рейку.

Защитные модульные устройства

Электричество – надежный, но и довольно опасный источник энергии. К основным устройствам, снижающим опасность электричества и защищающим домашние сети и человека, относятся автоматические выключатели (автоматы, АВ), выключатели дифференциального тока (ВДТ, УЗО) и их разновидность – автоматические выключатели дифференциального тока (АВДТ).

Автоматические выключатели

Если по проводнику течет чрезмерно большой ток, он сильно нагревается. Это может повредить электрооборудование и вызвать пожар. В качестве защитного средства устанавливается автоматический выключатель, размыкающий цепь до того, как ток достигнет опасных значений.

Если из-за неисправности электроприбора или проводки между компонентами цепи, находящимися под различным напряжением, возникнет участок с очень малым электрическим сопротивлением, происходит короткое замыкание. Оно может произойти и в том случае, когда к сети подключено слишком много одновременно работающих электроприборов, в связи с чем возникает перегрузка и из-за сильного нагрева повреждается изоляция проводов. При коротком замыкании автомат отключается по команде электромагнитного расцепителя, который срабатывает мгновенно и разрывает цепь. Как правило, в автоматических выключателях используется два типа расцепителя – электромагнитный и тепловой.

Электромагнитный расцепитель – это элемент, представляющий собой соленоид с подвижным сердечником, который может приводить в действие механизм расцепления. Ток, проходящий через выключатель, течет по обмотке соленоида и вызывает втягивание сердечника при превышении заданного порога тока.

Тепловой расцепитель – это биметаллическая пластина, нагреваемая протекающим током. При протекании тока выше допустимого значения биметаллическая пластина изгибается и приводит в действие механизм расцепления. Время срабатывания зависит от тока (времятоковая характеристика). Минимальный ток, при котором должен срабатывать тепловой расцепитель, составляет 1,45 от тока уставки теплового расцепителя. Настройка тока срабатывания производится на фабрике в процессе изготовления при помощи регулировочного винта.

Однополюсные выключатели служат для размыкания фазного провода, двухполюсные – для размыкания одновременно фазного и нейтрального.

Подключение модульных защитных устройств

Подключение модульных защитных устройств осуществляется в соответствии с инструкцией, которая поставляется в комплекте с ними. Неправильный монтаж защитных устройств – наиболее частая причина проблем, связанных с электричеством, поэтому, если вы не обладаете соответствующими знаниями и навыками, мы настоятельно рекомендуем обращаться к квалифицированным специалистам по установке и обслуживанию электрооборудования.

Маркировка автоматических выключателей

Времятоковая характеристика срабатывания – диапазон срабатывания электромагнитной защиты.

B – выключатель сработает между 3- и 5-кратным значением номинального тока. Применяют в сетях с небольшим либо отсутствующим пусковым повышением тока, например в осветительных.

С – выключатель сработает между 5- и 10-кратным значением номинального тока. Рекомендуется к установке в сетях со смешанной нагрузкой, предполагающей умеренные пусковые токи (гражданское строительство, офисные помещения).

D – выключатель сработает между 10- и 14-кратным значением номинального тока. Обычно применяется для подключения электродвигателей, имеющих большие пусковые токи.

Номинальный ток – базовое значение тока, в сравнении с которым происходят защитные действия автоматического выключателя по превышению тока нагрузки. Указывается в амперах рядом с времятоковой характеристикой срабатывания на лицевой панели устройства. Например, маркировка В16 означает, что перед вами аппарат, рассчитанный на 16 ампер и обладающий времятоковой характеристикой В.

Предельная коммутационная способность (ПКС) – это максимально возможный ток короткого замыкания, при возникновении которого автоматический выключатель сможет отключить защищаемую им цепь и остаться при этом работоспособным. Наиболее распространены на рынке модульные автоматы с отключающей способностью 4500 А, 6000 А и 10000 А. Чем выше этот параметр, тем выше надежность, долговечность и стоимость прибора. В большинстве европейских стран применение автоматических выключателей с отключающей способностью ниже 6000 А запрещено.

Цифра в квадрате, указанная под значением ПКС, означает класс токоограничения. Под токоограничением автоматического выключателя понимается отключение питания защищаемой цепи раньше, чем ток короткого замыкания достигнет своего максимального значения. Это позволяет не подвергать изоляцию электропроводки повышенному нагреву при коротких замыканиях, снижая риск возникновения возгорания. Класс токоограничения определяется временем от момента начала размыкания силовых контактов автоматического выключателя до момента полного гашения электрической дуги в дугогасительной камере. Существует три класса токоограничения: 1, 2, 3. 3-й класс токоограничения означает, что расцепление происходит за 1/3 полупериода (т. е. 2,5–6 мс).

Выбор автоматического выключателя

При выборе автоматического выключателя особое внимание необходимо уделить его параметрам, на которые указывает его маркировка. Также следует внимательно изучить паспорт изделия, в котором указываются все основные технические характеристики. Неправильно выбранный аппарат может привести к возгоранию электропроводки и пожару.

Выбор автоматического выключателя в зависимости от тока нагрузки

Устройства дифференциальной защиты

Для выполнения современных требований по обеспечению электробезопасности помещения, помимо автоматических выключателей в системе электроснабжения дома, должны быть предусмотрены устройства дифференциальной защиты. Наибольшее распространение получили выключатели дифференциального тока (ВДТ), или, как их называли ранее, устройства защитного отключения (УЗО).

В основе защитного действия ВДТ лежит принцип ограничения времени протекания тока через тело человека при его случайном прикосновении к элементам, находящимся под напряжением, за счет быстрого отключения тока. При нормальных условиях ток, протекающий по нейтральному проводу, точно равен току в фазном проводе. Если между ними возникает разница токов (дифференциальный ток) из-за утечки на землю через поврежденную изоляцию или через тело человека, прибор реагирует на это немедленным отключением сети.

Противопожарная защита ВДТ обусловлена тем, что он, в отличие от автоматического выключателя, реагирует на небольшие утечки тока через поврежденную изоляцию и своевременно, до возгорания, отключает аварийный участок электрической цепи.

Основной характеристикой ВДТ является номинальный отключающий дифференциальный ток (IΔn) – значение дифференциального тока, которое вызывает отключение ВДТ при заданных условиях эксплуатации. Иногда его называют чувствительностью ВДТ. Значение IΔn указывается на лицевой панели прибора. Для оптимальной защиты людей необходим ВДТ с IΔn не более 30 мА.

Выключатели дифференциального тока (ВДТ) предназначены для следующих целей:

• защита людей от поражения электрическим током при случайном прикосновении к открытым проводящим частям электроустановки;
• защита электрооборудования (ЭО) при повреждении изоляции проводников и неисправностях ЭО;
• предотвращение возгораний и пожаров, возникающих вследствие протекания токов утечки и развивающихся из них коротких замыканий, замыканий на корпус и замыканий на землю;
• УЗО тип А применяется в зданиях и жилых помещениях, насыщенных бытовой электронной техникой (телевизоры, персональные компьютеры, регулируемые источники света, современные стиральные машины и др.).

Кроме номинального дифференциального тока, на лицевой панели указывается номинальный ток в амперах. Это ток, который ВДТ способен проводить в длительном режиме. ВДТ не имеет собственной защиты от перегрузок и коротких замыканий, поэтому вместе с ним в цепь обязательно последовательно включается автоматический выключатель. При этом номинальный ток выключателя дифференциального тока не должен быть меньше, чем номинальный ток автоматического выключателя. Рекомендованные соотношения номинального тока автомата и ВДТ приведены в таблице:

АВ	ВДТ
10	16
16	25
25	40
40	63
63	80

Разновидностью ВДТ являются автоматические выключатели дифференциального тока (АВДТ). В своем составе, кроме дифференциального блока, они имеют автоматический выключатель. Таким образом, АВДТ защищают и от перегрузок, и от коротких замыканий, и от утечек тока на землю. Дополнительная защита АВДТ посредством автоматических выключателей не требуется. Выбор АВДТ по номинальному току аналогичен выбору автоматического выключателя.

Применение ВДТ (АВДТ) с номинальным дифференциальным током до 30 мА обязательно:

• в квартирных групповых сетях, питающих штепсельные розетки;
• для сантехнических кабин, ванных и душевых (рекомендуется устанавливать приборы с номинальным дифференциальным отключающим током до 10 мА, если на них выделена отдельная линия, в остальных случаях, например при использовании одной линии для сантехнической кабины, кухни и коридора, следует использовать приборы с номинальным дифференциальным током до 30 мА);
• в одноквартирных домах (дачах, коттеджах) для групповых линий, питающих штепсельные розетки внутри дома, включая подвалы, встроенные и пристроенные гаражи, а также в групповых сетях, питающих ванные комнаты, душевые, сауны;
• для розеток, устанавливаемых снаружи здания.

Защита от импульсных перенапряжений

Ограничитель импульсных перенапряжений (ОПВ) является устройством защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП), ограничения переходных перенапряжений и отвода импульсов тока в сетях 380/220 В переменного тока частоты 50 Гц.

Ограничитель предназначен для защиты:

1. От грозовых перенапряжений электроустановок, возникающих при непосредственном ударе молнии в наружную цепь, при косвенном ударе молнии (внутри облака, между облаками или в находящиеся вблизи объекты), при ударе молнии в грунт;

2. От коммутационных перенапряжений электроустановок, появляющихся в результате:

• переключений в мощных системах энергоснабжения;
• переключений в системах электроснабжения в непосредственной близости от электроустановок;
• резонансных колебаний напряжения в электрических схемах;
• повреждений в системах, например при коротком замыкании на землю, дуговых разрядах.

Также защиту от перенапряжения можно обеспечить с помощью реле напряжения. Оно отключает нагрузку при повышении и снижении напряжения выше и ниже заданных пользователем уровней. Ключевым отличием от описанного выше модуля является автоматическое включение нагрузки после восстановления напряжения питания.

Заземление и основная система уравнивания потенциалов (ОСУП)

Материал, через который может течь электрический ток, называется проводником.

Хорошими проводниками электричества являются металлы (в первую очередь медь). Земля и тело человека также хорошо проводят электрический ток. Если человек прикоснется к металлическому корпусу электроприбора, на котором в результате повреждения внутренней изоляции окажется напряжение, то через его тело пойдет опасный для жизни и здоровья ток. Для предотвращения подобных ситуаций используется провод защитного заземления PE.

Провод PE – третий провод в однофазной электрической цепи квартиры (трехпроводная цепь). Он подводится к металлическим корпусам или специальным контактам заземления электроприборов и соединяется с землей и нулевым выводом питающего трансформатора (обычно через шину заземления в электрощите). Этим обеспечивается срабатывание аппаратов защиты, которые отключают питание в случае аварийной ситуации (короткого замыкания). Замыкание приводит к сгоранию плавкой вставки электрического предохранителя или срабатыванию автоматического выключателя (автомата), что разрывает цепь электропитания.

В линии электропередачи функции PE и N проводников обычно совмещены в одном проводнике (проводе) – совмещенном нулевом защитном и нулевом рабочем – PEN (он подключен к заземленному нулевому выводу питающего трансформатора).

На вводе в дом современной застройки PEN разделяется на PE и N. В старых домах PEN не разделяется, и в квартирные однофазные цепи поступают всего два провода – L и PEN (двухпроводная цепь). Аппараты защиты в таких цепях обеспечивают менее эффективную защиту.

Если образуется разность электрических потенциалов между двумя металлическими объектами, к примеру душевой кабиной и батареей отопления, то одновременное касание человеком двух объектов может быть крайне опасным. Связано это с тем, что тело выступит перемычкой между предметами, и ток будет протекать через человека от объекта с большим потенциалом к тому, потенциал которого меньше. Чтобы избежать такой ситуации, нужна система уравнивания потенциалов.

Основная система уравнивания потенциалов (ОСУП) представляет собой контур, в котором объединены следующие элементы:

• заземлитель;
• главная заземляющая шина (ГЗШ), которая находится на вводе в здание;
• вся металлическая арматура жилой многоэтажки;
• вентиляционные короба;
• металлические водопроводные трубы (холодная и горячая вода);
• элементы молниезащиты здания.

В прошлые годы об опасности возникновения разных потенциалов можно было не волноваться, если все эти элементы были объединены. Но на сегодняшний день ситуация несколько изменилась, так как в последнее время владельцы квартир и сантехники переходят с металлических труб отопления и водоснабжения на полипропиленовые. В результате пластик разрывает защитную цепочку и разность потенциалов может возникнуть между различными коммуникациями в ванной комнате, к примеру, водопроводным краном и полотенцесушителем.