Эффективная защита электропроводки от короткого замыкания и перегрузки

Электропроводка на объектах любого назначения должна быть безопасной и долговечной. Это первостепенная задача электрика, на которого возложена данная миссия.

При неграмотно проведенной электросистеме не избежать сбоев в ее работе. Такое положение чревато возгоранием в цепи, в том числе поражением током людей.

Аварийные ситуации на объектах или в жилых помещениях происходят по причине повышенного электрического тока и коротких замыканий. Проводники пропускают через себя токи больших величин, в результате чего кабели нагреваются, их изоляция начинает плавиться.

В итоге появляется искрение либо дуга. Чтобы избежать серьезных ситуаций в результате возникновения больших токов в проводниках и короткого замыкания, необходимо изначально правильно проводить электромонтаж всей системы.

Опасность перегрузки и короткого замыкания

На основе двух законов физики Ома и Джоуля-Ленца, можно подтвердить теорию опасности прохождения повышенного тока через проводники.

Согласно закону Ома, если в сети присутствует небольшое сопротивление, то электрический ток окажется большим. Если же сопротивление высокое, то соответственно, ток будет маленьким. С повышением напряжения величина тока растет.

Нередко люди задаются вопросом: почему замыкание бывает именно коротким, а не длинным? Существует формула, показывающая сопротивление замкнутой электроцепи при коротком замыкании:

Rк3 = Rлинии + r + Rконтакт

Rлинии - сопротивление кабелей и ее величина зависит от длины, сечения самих проводников.

r - внутреннее сопротивление источника энергопитания. Величина напрямую связана с конструкцией (если речь идет о гальваническом элементе) либо от профиля кабеля в трансформаторной обмотке.

Rконтакт - контактное либо переходное сопротивление, значение которого зависит от площади соприкосновения пары замкнутых кабелей.

Не менее важно обращать внимание на реактивные емкостные, индуктивные сопротивления. Однако в бытовой электропроводке такой момент можно не учитывать.

В итоге в замкнутой электроцепи ток ограничивается лишь сопротивлениями, о которых было сказано выше. А такие величины совсем малы.

Внимание! На практике электрический ток короткого замыкания достигает сотен и тысяч ампер. Поэтому это опасно для жизни человека.

Согласно второму закону Джоуля-Ленца, чем выше значение тока либо сопротивление проводника, тем большее количества тепла выделяется на последнем. Значит, при прохождении тока через кабели происходит их нагрев. Причем у каждого электропроводника имеется определенное значение сопротивления.

Избежать перегрева кабеля можно, если подобрать подходящее сечение под данный ток. Жила не будет греться в случае рассеивания тепла в окружающую атмосферу.

Оперативность теплового рассеивания зависит от площади, с которой оно отходит. Насколько больше окажется эта площадь, настолько быстрее пойдет процесс рассеивания тепла.

Поэтому более тонкие провода под высоким напряжением сильно греются, становятся горячими, а утолщенные - успевают отвести тепло от себя в окружающую среду, в результате чего их температура остается почти без изменений.

Внимание! При чрезмерно повышенной температуре кабеля жила покраснеет, нагреется и начнет плавиться изоляция.

Правильный выбор сечения - первоначальная задача по защите от перегрузок

Провода подбираются в зависимости от конкретной нагрузки. При этом учитывается поперечное сечение кабелей. Чтобы оценить правильность подбора сечения жил проводника марки ВВГ-НГ-Is, применяют таблицу 1.3.4, указанную в ПУЭ. Здесь представлены все требования для электропроводов с изоляцией из ПВХ либо резины.

В таблице также указывается метод прокладки кабелей, в том числе их количество. Обычно электропровода подбираются с запасом.

Электрики знают об этом правиле и для розеток используют провод сечением 2,5 мм2, в случае освещения применяют модель размером 1,5 мм2. Во многих ситуациях такие значения вполне подходят для правильного электромонтажа.

На основе готовой таблицы можно проверить расчетные показатели сечения и понять, выдержат ли жилы подобную величину тока без перегрева или иных неприятных ситуаций.

Внимание! Для защиты проводки от перегрузок, первостепенно нужно сделать грамотный выбор кабелей. Это должны быть модели ВВГ-НГ-Is либо NYM.

Если покупать кабельные изделия не в специализированных магазинах, то велика вероятность того, что продукция не будет соответствовать нормам ГОСТ. Это говорит о том, что настоящее сечение может не совпадать с указанным.

В итоге получится так, что кабель куплен нужного типа, однако жилы быстро нагреваются, а изоляция начинает плавиться.

Значимость защитного устройства для проводки

Автоматический выключатель является базовым устройством, предназначенным для защиты электропроводки от короткого замыкания, перегрузок. Прибор защищает от возгорания сам провод, кабель либо шнур, но никак не человека либо электрооборудование.

Защитное автоматическое устройство содержит электромагнитный и тепловой расцепители. При подключении одновременно большого числа электрических приборов произойдет нагрев теплового расцепителя.

По сути, это биметаллическая пластина, изгибающаяся во время нагрева. При изгибании пластина задействует систему отключения автоматического аппарата. В результате этого произойдет обесточивание электроцепи.

Электромагнитный расцепитель представляет собой соленоид с сердечником. Во время прохождения большого тока соленоид начинает выталкивать сердечник, в результате этого срабатывает система отключения.

Внимание! Безопасность применения защитного автоматического выключателя напрямую зависит от грамотного выбора номинала, а также типа время-токовой характеристики.

Номинальный электрический ток подбирают с учетом пропускной способности наиболее слабой точки в электропроводке. Вне зависимости от выбора кабеля для розеток, необходимо обратить внимание на надпись, которая присутствует на розетке.

Во многих изделиях такого вида отмечено 16 ампер, в некоторых случаях встречается 10 ампер. Исходя из надписей на розетках, выбирается автоматический выключатель. Значит, его номинал должен соответствовать 16 амперам.

Если принято решение поставить защитный прибор с номинальным электрическим током 32 ампер (с учетом нескольких розеток и правильности выбора кабеля по сечению), то при подключении в одну розетку с помощью удлинителя фена и обогревателя - через эту розетку тока пройдет более 16А и ее контакты постепенно начнут нагреваться, а корпус - плавиться.

Если длительное время держать включенными электроприборы, тогда от сильного нагрева на контактах розетки образуется нагар, а корпус местами оплавится. При этом стальные шинки, которые поддерживают вилку, начнут набухать и вскоре произойдет ослабление контакта.

В результате контактное сопротивление сильно увеличится и процесс нагрева ускорится. Так произойдет искрение и задымление розетки. Не исключается возгорание облицовки стены, в которой розетка установлена.

Время-токовая характеристика показывает скорость отключения защитного автомата во время перегрузок. В электрических щитах, которые устанавливаются в квартирах или домах, применяют модели класса В и С.

Не менее важное правило при защите электропроводки - монтаж автоматических выключателей с номинальным электрическим током, значение которого не превышает наиболее слабое звено в проводке.

Внимание! Если необходимо обеспечить работу одновременно нескольких энергопотребителей, тогда розетки следует делить на группы в каждом помещении и подводить к ним отдельный провод.

Обеспечение дифференциальной защиты от утечки тока

Устанавливая УЗО, люди считают, что такое устройство защищает от перегрузки либо короткого замыкания. На самом деле, это ошибочное мнение. УЗО произведено с целью защиты электропроводки при утечке электрического тока.

Устройство необходимо для защиты людей при их случайном контакте с токопроводящими участками под напряжением (это касается оголенных кабелей, корпуса поврежденного электроприбора). УЗО также защищает во время утечки тока на заземленную поверхность корпуса, трубопроводы, части конструкций и т. д.

Благодаря устройству защитного отключения отслеживается количество тока, прошедшего по фазному и нулевому проводнику. В случае обнаружения разницы в проводниках считается, что происходит утечка электрического тока и наблюдается размыкание контактов.

Внимание! С установкой УЗО можно быть уверенными в безопасности людей. При этом снижаются риски последующего распространения утечки до короткого замыкания (если изоляция нарушена).

Не менее эффективным устройством для защиты проводки считается дифавтомат. Он выполняет функцию УЗО и одновременно выступает в качестве автоматического выключателя.

Дифференциальные автоматы и УЗО производятся в двухполюсном либо четырехполюсном виде. В соответствии с правилами ПУЭ, такие приборы должны применяться, если имеется заземление.

Защита проводки с помощью ограничителя мощности

Данное устройство отключает нагрузку при завышенном показателе мощности. По сути, такой прибор не является защитным и применяется в основном сетевыми и энергосбытовыми организациями с целью контроля, поддержания определенного уровня электроэнергии. Ограничитель мощности следит за используемой мощностью. При завышенных ее значениях происходит отключение потребителя.

Для обеспечения надежной защиты электропроводки требуется правильно выбрать кабель по сечению, установить автоматические выключатели и иные защитные устройства, а также грамотно использовать электрооборудование.