Ikea73.ru

IKEA Стиль
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Ток утечки в электрических сетях

Ток утечки в электрических сетях

рис1.jpg

Схематически на рисунке изображен путь, который ток утечки проложил себе по телу человека. Почему ток пошел по телу в данном примере? Потому что сопротивление между корпусом и токоведущими частями установки по какой-то причине уменьшилось. Если корпус установки с поврежденной изоляцией заземлен, то ток утечки двинется к земле, и в месте контакта корпуса с землей из-за разогрева может случиться возгорание.

рис2.jpg

Ток утечки на землю разогреет место крепления провода заземления к корпусу, это и опасно пожаром. Если такое случится например на объекте горнодобывающей промышленности, где высока вероятность обильного выделения горючих взрывоопасных газов или иных легко воспламеняющихся веществ, это может привести к большой трагедии.

Как защитить от поражения электрическим током Вы можете прочитать здесь.

Для сетей с глухозаземленной нейтралью вышеописанная проблема, к сожалению, типична. Но есть и другая не менее опасная возможность. Для трехфазных сетей с изолированной нейтралью характерна утечка тока между фазами по земле через изоляторы, корпус, опоры ЛЭП, в случае если повреждена изоляция хотя бы одной из фаз.

Сопротивление параллельно соединенных изоляторов и опор уменьшается пропорционально их количеству, и при поврежденной изоляции шаговое напряжение может превысить безопасное для человека значение. В любом случае, если норма тока утечки превышена, необходимо срочно осуществить поиск источника неисправности и устранить утечку.

Итак, величина тока утечки связана с сопротивлением изоляции проводников, которое может быть как очень большим, так и малым при нарушенной изоляции. Так или иначе, через любую изоляцию всегда протекает хоть и очень мизерный, но реальный ток от токоведущей части установки, находящейся в данный момент под напряжением, к заземлению или к другой фазе.

Безопасное значение тока утечки регламентировано, его можно посмотреть в документации на соответствующее оборудование, но по причине работы устройства в агрессивной внешней среде, изоляция может повредиться, и ток утечки тогда возрастет. Для защиты от неприятных последствий необходимо применять «устройства защиты от токов утечки на землю».

Другие статьи

Электрощит для квартиры и частного дома: основные отличия

Электрощит для квартиры и частного дома: основные отличия

Электрический щит – это в первую очередь защита жизни и здоровья человека от поражения электрическом током, а во вторую защита имущества в виде не только электроприборов, но и дома, жилья в целом.

Купить розетки и выключатели в квартиру. Какие выбрать?

Купить розетки и выключатели в квартиру. Какие выбрать?

Электроустановочные изделия уже давно стали элементом интерьера.

Уличные светильники: организация освещения в частном доме и на придомовой территории.

Уличные светильники: организация освещения в частном доме и на придомовой территории.

Правильно организованная подсветка загородного дома уличными светильниками должна быть не только функциональной, но и отвечать всем нормам безопасности.

Разводка электрики в деревянном доме

Разводка электрики в деревянном доме

При монтаже проводки в деревянном доме своими руками очень важно соблюсти все меры безопасности и позаботиться о качественных элементах электрооборудования.

Лабораторная по физике №5 — оцениваем ток утечки электролитических конденсаторов

Началось всё, как это часто и происходит, с прихода знакомого радиолюбителя с вопросом «А правда ли что параметры электролитических конденсаторов меняются во времени?». После уточнения того, какие конкретно параметры подразумеваются, решили, что интересно изменение тока утечки конденсатора связанное со временем. Более же конкретно задача выражалась словами – «вот конденсатор и он, будучи поставленным в цепь катодного смещения первого каскада усилителя, добавляет в музыку шумы и потрескивание. Можно узнать, что в нём происходит? Или даже посмотреть?».

Наверное, можно, но сначала

Немного отправной информации

Смотрим справочную литературу. Например, в «Справочнике по электрическим конденсаторам» под редакцией Четверткова И.И. и Смирнова В.Ф. (рис.1) и у Дэммера Дж.В.А. с Норденбергом Г.М. в книге «Конденсаторы постоянной и переменной ёмкости» (рис.2) находим места, посвящённые току утечки.

В справочнике «Конденсаторы» Горячевой Г.А. и Добромыслова Е.Р. говорится ещё и о том, что в процессе тренировки следует менять полярность подаваемого напряжения (рис.3).

Читайте так же:
Выключатель света заднего хода рено логан

Глядя на даты выхода в свет указанных источников, можно предположить, что эти рекомендации относятся к старым конденсаторам, сделанным в прошлом веке, а сейчас технологии производства уже, наверное, другие и всё не так критично, чтобы обращать на это внимание. Но, заглянув в справочные данные на достаточно современные алюминиевые электролитические конденсаторы EPCOS (рис.4), находим и там информацию о токе утечки, времени хранения, формовке (формировании) конденсаторов (см. приложение к тексту).

Итак, некоторая информация есть. Теперь вопрос в том, как построить эксперимент.

Так как дело это небыстрое, то можно использовать программу SpectraPLUS и звуковую карту с открытыми входами – это позволит делать замеры уровня постоянного напряжения на протяжении 1 часа и сохранять данные. Сама проверочная схема состоит из 3-х резисторов и показана на рисунке 5. Значение резистора R3 выбрано избыточно большим с целью уменьшения протекающего тока и «растягивания по времени» происходящих процессов. Конденсаторы подключаются зажимами «крокодил» — во-первых, это ускоряет замену, а во-вторых, если нет пайки, то нет и нагрева исследуемого элемента и не надо ждать, пока он остынет.

До установки конденсатора в схему, на выходе источника питания выставляется напряжение формовки, равное указанному на корпусе конденсатора напряжению. Затем источник питания выключается, конденсатор зажимается «крокодилами» и источник включается. В этот момент через конденсатор начинают бежать два тока – зарядный и ток утечки и на резисторе R2 «падает» напряжение, соответствующее сумме этих токов. Оно подаётся в звуковую карту и отображается в окне «Time Series» («Осциллограф») программы SpectraPLUS в виде некоторого уровня напряжения, меняющегося во времени. Максимальный подаваемый в карту уровень определяется отношением сопротивлений делителя R3/R2 и выбранным напряжением источника питания — при установке 16 В это будет около 0,23 В. По прошествии часа источник питания выключается и данные сохраняются в виде скриншотов графиков.

Наверное, стоит уточнить, что основная задача эксперимента заключается не в отформовке конденсаторов, а в наблюдении самого процесса и в нахождении отличий его протекания при установке разных конденсаторов (если, конечно, эти отличия существуют).

Кроме принесённого конденсатора, дома нашлось ещё немало других, когда-то стоявших в старых блоках питания компьютеров и материнских платах (рис.6). Их тоже можно «померить» — все они более двух-трёх лет не были под напряжением и если рекомендации по обязательной формовки после длительного бездействия считать верной, то на примере нескольких выбранных экземпляров мы после подачи напряжения на конденсатор должны будем увидеть изменения в токе утечки.

Эксперименты

Повторюсь, что время снятия графиков около 1 часа – это шкала «X» (около 3600 секунд). Указанные на шкале «Y» значения напряжений на самом деле следует делить в 10 раз — т.е. отметке «1,500 В» соответствует входное напряжение 150 мВ (это следует учитывать, если требуется посчитать протекающий через R2 ток).

Сначала были получены графики токов через конденсаторы на номинальное напряжение 16 В. Они показаны на рисунке 7. Сверху вниз – 3300×16 зелёный TEAPO, 3300×16 коричневый Su`scon, 2200×16 чёрный Fuhjyyu, 2200×16 чёрный VENT, 2200×16 чёрный SC (или CS), 1500×16 коричневый Elite. Видно, что вид графиков нельзя строго привязать к емкостному значению проверяемых конденсаторов – многое зависит от тока и попадаются экземпляры как с малым током утечки, так и с большим.

На рисунке 8 – токи конденсаторов на напряжение 10 В – 3900×10 зелёный TEAPO, 3300×10 чёрный OST IQ, 3300×10 коричневый LXJ, 2200×10 коричневый Su`scon. Привязать вид графиков к ёмкости тоже никак нельзя. Всплески у TEAPO – это результат процессов, происходящих в конденсаторе.

Токи через конденсаторы на 6,3 В – на рисунке 9 (3300×6 синий OST, 2200×6 зелёный TEAPO, 2200×6 коричн Nichicon, 1500×6 зелёный SANYO, 1200×6 зелёный CHOYO, 1000×6 голубой TEAPO). Всплески у CHOYO – это тоже результат внутренних процессов и это как раз тот самый конденсатор, что был принесён знакомым радиолюбителем и, надо полагать, что именно эти процессы вызывают шумы и трески в усилителе.

Читайте так же:
Беспроводные выключатели света что это

Спустя некоторое время был проверен К50-35 4700х16 1994 года выпуска, пролежавший без дела более 20 лет. График оказался «неплохой» (рис.10), а дав постоять конденсатору под напряжением несколько часов, в результате получили график с достаточно малым током утечки (рис.11), что видно даже за первую минуту контроля.

Перед многочасовой формовки К50-35 на нём было проверено влияние температуры на ток утечки – конденсатор в течении 4 минут нагревался горячим воздухом из паяльного фена. На рисунке 12 это участок до вертикальной черты (с наведёнными помехами от нагревательного элемента, питающегося через симисторный регулятор). Затем, после прекращения обдува, ещё некоторое видно увеличение тока (связанное, скорее всего с внутренним прогревом конденсатора), а потом следует его уменьшение по мере охлаждения корпуса. Если усреднить шумы графика, то увеличение тока утечки можно оценить в 3-4 раза.

Также, следуя рекомендациям по формированию конденсаторов EPCOS, были сняты два измерения с бОльшим формовочным током (сопротивления резисторов R2 и R3 уменьшены до значений 15 Ом и 100 Ом соответственно). Графики (рис.13) получились разными по току и сходные с графиками, показанными выше, что говорит о принципиальной верности измерений, проведённых с малым током.

Про шумы

Во время снятия графиков напряжений одновременно проводился и анализ шумов этих напряжений. Так как применялась звуковая карта с большим собственным шумом и открытым входом, спектры получились не очень информативные (рис.14), но всё же показывающие понижение шумов на низких частотах по прошествии часовой формовки, даже если получить малый ток утечки не удавалось. Тёмные спектры сняты спустя 2 минуты после подачи напряжения, светлые спектры – в конце часа формовки.

Чтобы убедиться в том, что по уровню шумов можно оценивать «активность» тока утечки, у конденсатора К50-35 анализ спектра был проведён на менее шумящей карте (рис.15). Здесь тёмный спектр соответствует шуму конденсатора, прошедшего часовую формовку, а светлый – это шум после многочасового нахождения под напряжением.

Про ёмкость

Перед началом экспериментов ёмкости всех конденсаторов были измерены программой RLC-meter и все показания были близки к указанным на корпусах. После экспериментов замеры повторили и у большинства конденсаторов ёмкость имела примерно такое же значение, а у некоторых заметно подросла. Например, у К50-35 оказалась даже больше номинальной — 4740 мкФ (рис.16). Эквивалентное сопротивление, конечно, великовато, но учитывая, что конденсатору 25 лет, это можно считать нормальным, т.е. соответствующим возрасту, значением.

Подведение итогов

Итог простой — при более-менее ответственном подходе к конструированию радиоаппаратуры не следует пренебрегать формовкой (формированием/тренировкой) электролитических конденсаторов, как это и указано в технической литературе.

Также, наверное, следует внимательнее относится к аппаратуре, если она новая или долгое время простояла без работы. К примеру, если УНЧ полгода-год пролежал в кладовке или под столом, то следует дать ему постоять включенным некоторое время, прежде чем слушать. Возможно, что процесс формовки конденсаторов входит в то, что в аудиофильском мире называется словами «аппарат приигрывается».

Как найти ток утечки в автомобиле

Многие автолюбители сталкивались с проблемой запуска автомобиля, у которого разрядился аккумулятор. «Симптомы», как правило, однотипные:

  • стартер едва прокручивается;
  • из-под капота доносятся характерные щелчки реле;
  • индикаторы приборной панели гаснут при проворачивании ключа зажигания.

Еще хуже – аккумулятор настолько разряжен, что даже центральный замок не срабатывает. Одним словом, ситуация не из приятных, особенно когда она возникает после ночного простоя автомобиля, а вам необходимо срочно ехать на работу или по делам. Причина может быть банальной – забыли выключить внешнее освещение. В таком случае для быстрого запуска авто достаточно воспользоваться пускозарядным устройством, попросить у кого-нибудь «прикурить» от его автомобиля или поставить аккумулятор на зарядку и провести день в тесном кругу с другими пассажирами общественного транспорта.

Читайте так же:
Зависимость выхода света от тока

Причины разрядки аккумулятора

Глубокая разрядка аккумулятора плохо сказывается на его работе. Но намного хуже, если эта ситуация повторяется изо дня в день. И вот тут стоит задуматься, в чем же именно причина такого поведения вашего железного коня. Из основных можно выделить:

  • изношенность аккумулятора;
  • несоответствие соотношения «зарядка/разрядка» от генератора;
  • выход из строя генератора;
  • плохая работа стартера;
  • внештатные токи утечки.

В первую очередь необходимо проверить сам аккумулятор. Если он у вас более 3-5 лет, то он теряет свои свойства удерживать заряд. Для проверки отсоединяем клеммы аккумулятора, оставляем его на 2-3 часа и проверяем напряжение на контактах. Для этого достаточно обычного мультиметра – подсоединяем его к клеммам аккумулятора, придерживаясь полярности (плюс к плюсу, минус к минусу). Оптимальное значение напряжения 12,65 В, минимально допустимое – 11,9 В.

Зависимо от характера использования автомобиля аккумулятор может не успевать восстанавливать заряд от генератора. На это могут влиять короткие поездки, простои в пробках, частые запуски и глушение двигателя. Эти факторы имеют большое влияние на аккумулятор в холодную пору года.

В автомобилях с большим пробегом достаточно часто причиной может быть выход из строя генератора. Как правило, на приборной панели должно появиться соответствующее предупреждение, но иногда мы можем на это не обратить внимания. Также причина может быть в стартере – из-за изношенности подшипника или заклинивания втулки он начинает брать больше питания при прокручивании. В таких случаях нужна замена запчасти новой или ее восстановление на СТО.

Ток утечки

Если все перечисленные выше причины не подтвердились на разных этапах диагностики, тогда нужно перейти на следующий – поиск токов утечки. Причинами их возникновения могут быть:

  • загрязнение и окисление клемм аккумулятора;
  • повреждение изоляции автомобиля;
  • некорректное подключение дополнительного оборудования (внештатная магнитола, сигнализация).

Первые две можно определить визуально, а для последней уже понадобится дополнительное оборудование для диагностики. Опять таки, можно использовать обычный мультиметр или токоизмерительные клещи.

Измерение тока утечки

Перед началом диагностики нужно провести подготовительные работы. В первую очередь оставляем открытым капот и выключаем все потребители тока – магнитолу, внешнее и внутреннее освещение, вынимаем ключ из замка зажигания, закрываем двери. Во время измерения мультиметром аккумулятор будет выключаться и выключаться, может сработать центральный замок. Поэтому, для доступа в авто лучше оставить окна открытыми.

Для измерения вам понадобятся:

    с диапазоном измерения постоянного тока не менее 10 А; (для удобства подключения); на 8 или 10 (необходимо подбирать под автомобиль);
  • рабочие перчатки.

режим измерения тока

Мультиметр переключаем в режим измерения тока

Измерение тока утечки

Отсоединяем минусовую клемму от аккумулятора. Подсоединяем один щуп к снятой клемме, другой к контакту аккумулятора

Измерение тока утечки

Проверяем значения тока утечки

Достаточно удобно измерять ток утечки токоизмерительными клещами – не нужно ничего отсоединять, просто обжимаем провод и проводим измерения. Недостатком клещей считается их неточность и способность улавливать паразитные токи. Но при помощи обнуления кнопкой «Zero» можно достичь точных результатов.

Измерение тока утечки

Обжимать необходимо или плюсовый или минусовый провод со всеми проводами, которые подсоединены к одной из клемм (если такие есть). Единственный момент – клещи должны измерять постоянный ток. Как правило, их цена на порядок выше в сравнении с обычными клещами для измерения только переменного тока.

Допустимые границы тока утечки – 20-80 мА. Как правило, нормы потребления тока штатными устройствами следующие:

  • память магнитолы – 5-10 мА;
  • сигнализация – 20-25 мА;
  • электронный блок питания – 3-5 мА.

К наиболее популярным внештатным устройствам можно отнести «неродную» акустическую систему (магнитола, усилители) и сигнализацию. Также может быть утечка тока из-за таких потребителей как видеорегистратор и GPS-навигатор, которые подключены через гнездо прикуривателя, поскольку в некоторых автомобилях на него питание подается независимо от замка зажигания. Довольно часто причиной является закорачивание концевика подсветки багажника, из-за этого лампа постоянно включена.

Читайте так же:
Бесконтактные выключатели света для дома

Сразу после того как мы подключили мультиметр, значение тока утечки может быть больше допустимых пределов. Не нужно сразу паниковать. Подключая мультиметр в разрыв, мы фактически замыкаем цепь и подаем питание на приборы. Зависимо от автомобиля нужно некоторое время, чтобы он снова перешел в режим простоя – от 1 до 20 минут.

Измерение тока утечкиЗначение тока утечки
непосредственно после подключения мультиметра
Измерение тока утечкиЗначение тока утечки
после перехода авто в состояние покоя (простоя)

Если все же значение силы тока не уменьшается, тогда переходим на следующий этап – диагностика блока предохранителей и реле.

Проверка реле и предохранителей

Проверка реле и предохранителей

Распределительная коробка с предохранителями и реле находится под капотом. Дополнительно возможно размещение еще одного блока в салоне автомобиля возле приборной панели, под задним сидением, а также в багажнике. Поиск возможного потребителя лишнего тока проводим следующим образом:

  • мультиметр должен быть подключен таким же образом, как при измерении тока утечки;
  • каждый предохранитель по очереди вынимаем и вставляем на место, при этом смотрим, не меняется ли значение тока на дисплее мультиметра;
  • если обнаруживаем существенное уменьшение (до уровня допустимого), тогда смотрим в технической документации автомобиля за что отвечает этот предохранитель и переходим к детальной диагностике устройств, за которые он отвечает.

Вы проверили все предохранители, но проблема с током утечки остается не решенной?

В таком случае нужно проверить оборудование, которое предохранителями не защищено. К нему относятся:

  • генератор;
  • стартер.

Проверка генератора

Проверка генератора

Одной из основных причин потребления тока генератором, как правило, является выход из строя силовых диодов его выпрямляющего блока (диодного моста). Это негативно влияет на состояние аккумуляторной батареи, как при простое автомобиля, так и при его перемещении. При простое происходит паразитное потребление тока, а при перемещении (или просто при работе двигателя) ток, который вырабатывает генератор, частично или полностью не поступает для зарядки аккумулятора. Для проверки токов утечки через генератор необходимо в первую очередь отсоединить аккумулятор от общей сети автомобиля (достаточно снять минусовую клемму).

После этого отсоединяем от генератора 2 силовых провода и соединяем их надежно вместе. Учитывая тип разъема, можно использовать для соединения болт и гайку соответствующего диаметра. Также необходимо место соединения заизолировать диэлектриком, подойдет обычная изолента. Теперь подключаем наш мультиметр в сеть автомобиля в режиме измерения тока и следим за показателем:

  • если значение тока не изменилось, значит проблема не в генераторе;
  • если уменьшилось до допустимых пределов, тогда нужно генератор ремонтировать или заменить его новым.

Проверка стартера

Проверка стартера

Сразу скажем – тока утечки в стартере нет. Тут немного другое понятие – рост величины пускового тока стартера, в результате чего не хватает тока аккумулятора для того, чтобы завести двигатель автомобиля. Одной из причин может также быть неправильно подобранный по мощности аккумулятор. Но если с ним все в норме, тогда нужно измерить пусковой ток вашего авто. Для этого вам понадобятся токоизмерительные клещи и наш видеообзор о том, как это правильно сделать.

Утечка тока: что это за процесс и чем он опасен для пользователей электросети, меры защиты

схема электросети в квартире утечка

Хотя многим людям, и не только специалистом, хорошо знаком термин «утечка тока в землю», но немногие понимают причины возникновения данной проблемы, ее процесс, а также какую опасность «утечка тока» представляет для пользователей сети.

Для общего понимания, будет достаточно знать, что «утечка тока в землю» — это процесс, который происходит вследствие повреждения изоляции электрического кабеля, из-за которого ток попадает от жилы под напряжением в землю по не специализированному для этого пути.

Например, через металлический корпус устройства или даже отделки стены в доме.

Само повреждение изоляции, которое приводит к утечке, может быть обусловлено не только механическим повреждением кабеля, но и перегрузкой сети, сроком годности провода или не подходящими термическими условиями.

Читайте так же:
Как разобрать регулируемый выключатель света

В этой статье мы подробнее разберем, чем опасен процесс утечки тока и как обезопасить себя и своих близких от нежелательных последствий в квартирных условиях.

Какая опасность скрывается в утечке тока

Интересно, что даже абсолютно исправная электросеть имеет места слабой утечки тока. Однако показатель настолько низкий, что не представляет никакой угрозы для электропроводки и безопасности пользователей.

Но если изоляция кабель частично или полностью повреждены, показатель утечки растет и повышает вероятность опасных ситуаций для здоровья и даже жизни пользователей домашней проводки.

Если сказать простыми словами, человек при контакте с металлическим корпусом электрического устройства, вилкой или даже сырой штукатуркой в квартире «бьется током» и становится проводником, через который ток утечки попадет в землю.

Такой процесс настолько опасен, что может убить человека за несколько секунд.

Кроме того, даже если показатель тока не слишком высок и физический контакт с прибором или сетью невозможен, утечка очень влияет на общую растрату электроэнергии, которая соответственно скажется на материально оплате услуги потребителем.

Такую утечку несложно обнаружить, поскольку, даже отключив все электроприборы, счётчик будет фиксировать показатель тока.

Явные признаки

Самое простое и явное правило: если при контакте с любимы электрическим прибором, внешней отделкой стены или проводящими трубами чувствуется даже самое маленькое воздействие электрического тока, значит есть высокий риск утечки.

Как узнать, что изоляция прибора повреждена

Хотя оптимальный вариант использовать прибор магомметр, он редко может быт доступен в быту. Потому, чтобы проверить прибор на поломку и повреждение изоляции, можно использовать мультиметр или другой обычный тестер для измерения напряжения.

Также можно использовать точечный индикатор напряжения.. Этот вариант подойдет, если электроприбор имеет металлический корпус.

Кроме того, можно использовать отвертку-индикатор, чтобы проверить конкретную фазу на наличие утечки тока. Для этого процесса будет достаточно прикоснутся индикатором к фазе, и если он сработает, значит провод действительно неисправен.

На заметку. Если корпус устройства металличесий, не всегда первопричина заключается в повреждении изоляции. Проблема может заключаться и в том, что контакт заземления надломлен или оборван.

Во время любых работ с электроприбором, который возможно неисправен, крайне важно соблюдать все меры предосторожности и не допускать контакта рук и тела и металлическим корпусом и жилами электроприбора, а также с измерительной отверткой.

Чтобы проверить устройство с помощью мультиметра, прежде всего необходимо обесточить сеть или прибор. Затем настроить мультиметр на двадцать МОм. После, один щуп зафиксировать на корпусе проверяемого устройства, а второй на штыре вилки.

Если же мультиметр выявил неисправность и вывел соответствующий показатель на табло, проверяемое устройство запрещено использовать и его необходимо сдать в сервис или ремонт, а то и вовсе утилизировать.

Проверка с помощью прибора – мегамметр, осуществляется по такому же принципу, как и с мультиметром.

Как найти проблему к электрической проводке

Чаще всего в современных квартирах и домах, владельцы устанавливают скрытую электрическую проводку в стенах. Чтобы обнаружить проблему в скрытой под штукатуркой или обоями стене, можно использовать транзисторный радиоприемник.

Сначала необходимо отключить все устройства электрического потребления, чтобы исключить шумы. После, необходимо пройтись включенным радиоприемником вдоль всех стен со скрытой проводкой. В месте проблемы, будет слышен характерный шум приемника.

Какие существуют устройства для защиты

Чтобы обезопасить пользователей электросети от последствий этого явления, существует несколько устройств безопасности.

Самые популярные и доступные из них это устройство дифференциального тока или устройство защитного отключения тока. Подобные вариант, который совмещает функционал двух предыдущих – автомат дифференциального тока.

Надеемся, что информация в этой статье была написана просто для вашего понимания

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector