Безопасность электрооборудования. Из прошлого в будущее.
Все знают о том, что вопрос о безопасности электроустановок приобрел свою актуальность еще с того момента, когда человек начал использовать электричество. Инженеры-энергетики всегда стремились защитить людей от поражения электрическим током, но защита нужна не только людям, но и оборудованию, поскольку оно должно быть защищено от перегрузок в сети, коротких замыканий и перепадов напряжения. Еще 15-20 лет назад все эти задачи по защите электроприборов выполняли одни только выключатели дифференцируемого тока, известные также как ВДТ и автоматические выключатели. Стоит рассмотреть, какие же новшества появились в защите электрических сетей за последние два десятилетия.
Автомат
Конструкция автоматического выключателя впервые была описана Томасом Эдисоном еще в 1879 году, но те автоматы, которые мы привыкли видеть сегодня, осуществляя электромонтажные работы в доме, были запатентованы швейцарской компанией в 1924 году. Широкое распространение автоматов началось порядка 70 лет назад, когда они заменили предохранители, выполненные в корпусе из керамики, где от перегрузок защищала специальная плавкая вставка.
В России первые автоматические выключатели называли пробкой, а корпус этого устройства в себя тепловой и электромагнитный расцепители. Устанавливались такие аппараты в простую резьбу под пробку. Сегодня автоматические выключатели, которыми мы пользуемся, претерпели множество изменений: в них улучшена точность срабатывания, значительно уменьшились габариты и появились автоматы модульного исполнения, которые просты в монтаже и компактны. Еще одно важное отличие сегодняшних автоматов состоит в том, что они могут дополняться различными аксессуарами для эффективного повышения безопасности. С помощью комбинации этих аксессуаров можно добиться действий автомата определенным образом в определенных ситуациях. В частности, можно добиться не только того, чтобы автомат отключал ветвь при падении напряжения, но и мог срабатывать по сигналу, который можно передавать дистанционно.
Давайте рассмотрим самые популярные на сегодняшний день аксессуары, используемые в автоматических выключателях:
- Вспомогательные или сигнальные контакты. Их задачей является обеспечение индикации о положении контактов автомата или же подача сигнала о том, что сработал защитный аппарат. С их помощью электрики без труда определяют, в каком состоянии находится цепь (разорвана она или нет). Индикация помогает специалистам не допускать ошибок и повышает безопасность работы.
- Расцепители минимального напряжения применяют, чтобы защитить электроустановки от резких падений напряжения через автоматическое отключение сети при падении на 35-70 % от номинального значения.
- Расцепители максимального напряжения отслеживают напряжение между нулевым и фазным проводами, а при достижении порогового значения срабатывает автомат. Это позволяет защитить нагрузки от перенапряжений длительного характера.
- Дистанционные расцепители необходимы для отключения автоматов на расстоянии. Широкое применение эти аксессуары находят в тех случаях, когда доступ к электроустановке затруднен. К примеру, при пожаре, когда доступ к вентиляции затруднен, она может быть отключена из диспетчерской.
Дифференциальная защита
Выключатель дифференцируемого тока впервые был продемонстрирован в 1928 году. С его помощью человек был защищен от косвенных или прямых прикосновений к сети при повреждении изоляции. Первый действующий ВДТ был продемонстрирован в 1937 году. В его конструкцию входил дифференциальный трансформатор и поляризованное реле. Чувствительность этого ВДТ составляла 0,01 А, а быстродействие измерялось 0,1 с. Демонстрировалось данное устройство на человека, но к счастью, эксперимент завершился удачно, и аппарат выполнил свое предназначение, допустив лишь слабый удар током для добровольца.
Сегодня существуют устройства, которые совместили в себе функции автомата и ВДТ. Эти устройства получили название АВДТ, то есть автоматические выключатели дифференцируемого тока. Сегодня нормативные документы не оговаривают защищать персонал и сеть парой автомата и ВДТ или же одним устройством АВДТ. Современные АВДТ обеспечивают защиту от перегрузок, утечек тока и коротких замыканий, а быстродействие их срабатывания составляет всего несколько десятков миллисекунд.
Дополнительные устройства
На современном рынке электротехнических устройств существует множество разработок, с помощью которых не только повышается безопасность электрических сетей, но и осуществляется практически безаварийная их эксплуатация. Самыми распространенными такими устройствами считаются:
- Дифференциальное реле, контролирующее значение утечки тока и допустимое значение этой утечки за промежуток времени. Когда характеристики отклоняются от нормы, дифференциальное реле передает сигнал оператору или же самостоятельно отключает питание.
- Реле управления нагрузкой. К простым моделям относят RAL. Он отслеживает перегрузку сети, и предупреждает специалистов по средствам сигнала о том, что на линии необходимо уменьшение нагрузки. Если же специалисты не устраняют перегрузку, то устройство само отключает участок цепи. К более сложным устройствам относят LSS, который постоянно отслеживает и анализирует потребляемую мощность всех линий электрощита. Когда возникает перегрузка, реле отключает одну или несколько нагрузок, чтобы не сработал главный выключатель.
- Реле максимального тока отслеживает значение параметра тока, который должен быть меньше того, который задан в качестве порога для срабатывания устройства. Как только происходит превышение этого порога, происходит срабатывание перекидного контакта, с помощью которого отключается нагрузка.
В завершение нужно сказать, что безопасность электрических сетей представляет собой целый комплекс мер, в которых входит огромное количество частностей. При пренебрежении даже малейшей деталью, уязвимой становится вся система, поэтому заботиться о безопасности нужно всегда.