Как открутить сервисный винт

10

10 Способов выкрутить винт с сорванными шлицами

Подпишитесь на Make-Self.net в Facebook или Telegram и читайте наши статьи первыми.

Винт с сорванными наглухо шлицами — это тот, у которого углубления на головке полностью сточены. У шуруповерта или ручной отвертки не осталось ничего, за что можно было бы ухватиться.

К счастью, у вас есть множество способов для удаления этого винта с сорванными шлицами. Во всех этих методах используются инструменты или материалы, которые у вас, возможно, уже есть под рукой — сверла, плоскогубцы, стальная вата и даже абразивный порошок или резиновая лента.

Воспользуйтесь плоской отверткой

Если вы пытаетесь выкрутить сорванный винт с крестообразной головкой, переключитесь на ручную плоскую отвертку. Сильно надавив, часто можно вонзиться в головку винта, повернув отвертку под углом.

Используйте биту большего размера

Замените биту в своей дрели на другую, предназначенную для винта с большей головкой. Более крупная бита может распределять давление по большей части головки винта, помогая вывернуть его.

Выкрутите винт плоскогубцами

Если вы можете схватить головку винта плоскогубцами, это обычно самый надежный метод удаления винта с сорванными шлицами. При использовании этого метода особенно полезны стопорные клещи. Даже если вы с трудом можете ухватиться за внешний обод головки винта, этого достаточно, чтобы начать выкручивать винт.

Если вы работаете с деревом и у вас возникают проблемы с захватом головки винта, попробуйте проделать пару углублений рядом с ней.

Постучите по отвертке молотком

Приложите отвертку к сорванному винту. Затем слегка постучите молотком по рукоятке отвертки. Во многих случаях этого достаточно, чтобы отвертку вставить немного глубже в головку винта.

Воспользуйтесь ручной отверткой

Если вы пытались удалить винт с помощью шуруповерта, часто для извлечения винта достаточно использовать ручную отвертку для винта того же типа. Ручная отвертка дает вам больше контроля над крутящим моментом, чем шурупер, который иногда может усугубить ситуацию.

Используйте стальную вату

Плохое сцепление с винтом всегда является проблемой. Ваша отвертка просто продолжает вращаться на сорванной головке винта. Один из способов обеспечить сцепление с поверхностью — вставить стальную вату между головкой винта и отверткой.

Вырежьте прорезь для отвертки с плоским шлицем

Используйте болгарку, чтобы прорезать паз на винте, чтобы создать канавку для плоской отвертки.

Используйте абразивный порошок

Как и в случае со стальной ватой, чем больше сцепления между головкой винта и отверткой, тем лучше. Вы можете посыпать поверхность шурупа небольшим количеством абразивного чистящего порошка или мелкого песка, затем приложить к шурупу отвертку и попытаться вывернуть его. Во многих случаях порошка или песка достаточно, чтобы бита не соскользнул с винта.

Просверлите винт

Выберите сверло, диаметр которого немного меньше, чем головка винта. Поместите его в центр головки винта и медленно просверлите, чтобы образовалось отверстие глубиной от 1 до 3 мм. Выньте сверло из шуруповерта и установите битку. Часто отверстие помогает отвертке достаточно глубоко погрузиться в винт, что улучшит сцепление между биткой и винтом.

Используйте резинки для захвата

Широкие резинки хорошо подходят для обеспечения достаточного сцепления отвертки с зачищенным винтом. Обрежьте резиновую ленту ножницами и положите на головку винта. Наденьте отвертку на резиновую ленту и сильно нажмите, поворачивая винт против часовой стрелки.

Подписывайтесь на нас в Pinterest , где вы найдете еще больше интересных статей.

Открутите это немедленно! ⁠ ⁠

Наверняка между вами и внутренностями бытовой техники вставал винт с шлицем, отличным от крестового и прямого, и у вас не оказывалось под рукой отвертки подходящей формы. Этот пост о видах шлицев, зачем их столько, и почему крестовых отверток ДВА вида, которые не совместимы меж собой (хотя кажется иначе).

Сначала у меня было желание сделать всеобьемлющую таблицу-справочник, но споткнувшись об ограничения редактора Пикабу, я решил лучше пост сделаю в более свободной форме, а рускоязычную статью википедии дополню позже.

Прямой шлиц (Плоский шлиц, Slotted, SL)

Исторически самый простой и дешевый вид шлица. Применяется с давних пор и до сегодняшнего дня, ГОСТ 24669-81.

Были широко распространены в СССР, практически все бытовые приборы собраны на винты с таким шлицем. Из плюсов — дешевизна и простота, даже сломанную отвертку можно переточить самостоятельно. Самый существенный недостаток — неудобны для сборки на конвейере — шлиц не центрируется, так что при затяжке отвертка может выскользнуть и поцарапать поверхность вокруг.

Размеров — море, от миниатюрных часовых до огромных лопат. При работе отвертка выбирается такого размера, чтобы плотно сидеть в шлице, малейший зазор/перекос/вмятина, и шанс сорвать шлиц вырастает.

Крестообразный шлиц (Phillips, PH)

В советском союзе это был самый ходовой крестовой шлиц (по ГОСТ 10753-86 тип H) В СССР они появились вместе с американской техникой, с тех пор и остались.

При значительном усилии затяжки, отвертку из шлица выталкивает (cam-out), что может привести к повреждению шлица и отвертки. Это было большим плюсом во времена, когда инструмент не имел муфт ограничения момента, лучше иметь слегка разбитый шлиц чем свернутую голову винта. Сейчас же, это большой недостаток и все современные шлицы не имеют выталкивающего усилия при затяжке.

Размеры: PH000, PH00, PH0, PH1, PH2, PH3, PH4

Крестовой шлиц с насечками (Pozidriv, PZ)

Винты с этим шлицем широко появились с волной импорта после развала СССР (по ГОСТ 10753-86 тип Z, но, похоже, метиз с этим шлицем в СССР не выпускалось). Именно из-за отсутствия отличных от PH шлицев большая часть населения не делает разницы между типами крестообразных шлицев.

Обратите внимание, угла меж гранями нет, они параллельны! Это позволяет закручивать с бОльшим моментом, чем шлицы типа PH, отвертку при этом из шлица не выталкивает. Чтобы визуально отличить крестообразные шлицы PH и PZ у последнего добавлены засечки:

Еще раз. PH и PZ хоть и внешне похожи, они не совместимы! Если крутить винт одного типа битой другого — будет разбивать и шлиц и биту. Видите крест — берите PH, видите крест с доп. насечками — берите PZ. Удивительно, что до сих пор встречаются «мастера» которые не знают этой разницы, и жалуются на некачественные винты/отвертки которые быстро разбиваются.

Больше Ада! Шлиц JIS B 1012.

Это шлиц внутрияпонского стандарта, соответственно может попасться на импортированной из японии технике (например авто). Отличается от шлица PH геометрией, при внешнем сходстве. Разница важна, если вы будете пытаться открутить прикипевший винт, с большим усилием — тогда при попытке отвернуть его битой PH шлиц может сорвать. Визуально опознается по дополнительной точке на головке винта.

Для закрепления. У меня в руке три винта с крестовым шлицем, и они все РАЗНЫЕ! Для каждого требуется своя отвертка, попробуйте опознать где какой шлиц.

Шестигранник внутренний (Hex, Allen key, INBUS)

Allen -торговая марка the Allen Manufacturing Company из Коннектикуте, зарегистрирована в 1910, но стала нарицательной. INBUS — абревиатура от Innensechskantschraube Bauer und Schaurte — винт с внутренним шестигранником Bauer & Schaurte. Очень часто его ошибочно (даже на упаковке!) называют иМбусовым, а иногда имбусовым обзывают ключ с головкой TORX.

Недостатком этого шлица является низкое усилие затяжки, особенно, если отвертка входит в шлиц с зазором. Размеры шестигранников могут быть как метрические, так и дюймовые. Если ваш ключ болтается в шлице — то возможно стоит взять дюймовый набор. Существует версия с «антивандальным» штифтом по центру.

Шлиц «звездочка» (TORX, hexalobular)

Является патентованным изделием компании textron. (патент истек в 90х, а вот торговая марка осталась. Стандарт ISO 10664:2014 или ГОСТ Р ИСО 10664-2007) Это попытка исправить недостатки простого шестигранника — форма звездочки позволяет затягивать винт с огромным усилием, кроме того он центрируется и его при затяжке не выталкивает. Этим и объясняется, что он нашел такое распространение в технике.

Есть улучшенный (и патентованный, ха-ха!) вариант torx plus, внешне очень похож, но лучи короче, что дает большее усилие затяжки. Есть версии со штифтом от вандалов, также есть версия с наружным шлицем.

Квадрат (Robertson)

Распространен в северной Америке, в наших краях встречается крайне редко.

12-гранные шлицы

Их несколько, они очень похожи, но тем не менее разные и не совместимые меж собой:

Triple-square (тройной квадрат) или XZN

Получается наложением трех квадратов с поворотом на 30 градусов. Угол в углублении 90 градусов.

получается наложением четырех равносторонних треугольников с поворотом каждого на 30 градусов. Соответственно угол в углублении 60 градусов.

Двойной шестигранник (Double hex, 12-point)

Получается наложением двух равносторонних шестигранников с поворотом на 30 градусов. Угол в углублении 120 градусов. Теоретически такой шлиц можно крутить обычным шестигранником, но с заметно большим шансом его сорвать.

Если вы уже пришли в себя от разновидностей крестовых шлицев, то вот вам еще один — Torq-set. К счастью он достаточно сильно отличается от крестовых шлицев в первой части поста — используется в авиационной технике — лопасти смещены от центра. Причем шанс встретить такую биту в наборе выше, чем встретить сам винт с таким шлицем 🙂

Зачем столько шлицев?

1. Изобретаем новый шлиц, который чуть лучше существующих

3. Продаем изделия со своим шлицем крупным производствам (автомобильным, авиационным)

Причем не достаточно изобрести идеальный шлиц, любое внедрение — это головная боль — новые цепочки поставки, новые инструменты, обучение персонала, поэтому внедрение новых типов шлицев обычно происходит, если новый тип радикально лучше существующих.

Шлицы страданий

Шлицы выше обладают важным свойством, относительно прямого — бОльший крутящий момент и центровка. Но иногда производитель не хочет, что бы внутрь устройства лазил кто попало. Ниже шлицы, которые используются для ограничения свободного доступа внутрь — просто потому что в обычных наборах инструментов нет соответствующих бит.

Трехлопастные Ti-wing и Tri-point (Y-type). Они очень похожи, но у tri-point лопасти идут из центра, а у tri-wing они смещены. На фото сверху Tri-wing, снизу — Tri-point:

Иногда можно встретить треугольные (Triangle), как наружный, так и внутренний. Бита для него вытачивается очень просто из любого гвоздя.

Для антивандальных применений (крепления чего-то в общественных местах) используют вилочный шлиц (spanner, snake eye), который советский школьник выкручивал доработав плоский шлиц напильником. Задачу усложняет пятигранник (Pentagon) — за счет нечетного количества граней, у шлица нет параллельных поверхностей — плоскогубцами такой не отвернуть. Совсем хардкор — это Tri-Groove — за счет конусной части его также не ухватить плоскогубцами, нарезов всего три — бокорезами тоже не подхватить.

Помимо пятилучевого торкса (5 lobe torx/5-point torx) одна небезызвестная фруктовая компания разработала и внедрила свой Pentalobe. Тут на лицо неслыханная наглость — собрав свои изделия на винты со своим патентованным шлицем можно вынудить ремонтировать свои продукты только в своих сервисных центрах. А благодаря патенту — можно прессовать любого, кто осмелится производить отвертки для этого шлица. К счастью, до такого не дошло, и в продаже есть отвертки для шлицев pentalobe.

Похожий шаг сделала одна компания, производящая кофе-машины, от самостоятельного ремонта защищает винт с овальной головкой.

Ну и достойным завершением поста будут шлицы One Way — они вообще не предназначены для выкручивания, при вращении против часовой стрелки отвертку будет просто выбрасывать из шлица.

Веселее только крепеж с отрывной головой (Shear head screw)- у такого головка двойная. Винт закручивается до упора и головка сворачивается. Удобно для гарантии, что винт затянут до необходимого усилия и для антивандального применения.

Ключевые слова для гугления теперь есть, визуальные образы для опознания есть. Осталось рассказать, что делать, если всё-таки вы свернули шлиц у крепежа 🙂 но это тема для другого поста. В пост не вошли совсем уж экзотические типы шлицев (clutch, mortorq, Lox и т.д.), крайне маловероятно что вы с ними столкнетесь.

7.2K постов 76.6K подписчика

Правила сообщества

ВНИМАНИЕ! В связи с новой волной пандемии и шумом вокруг вакцинации агрессивные антивакцинаторы банятся без предупреждения, а их особенно мракобесные комментарии — скрываются.

Основные условия публикации

— Посты должны иметь отношение к науке, актуальным открытиям или жизни научного сообщества и содержать ссылки на авторитетный источник.

— Посты должны по возможности избегать кликбейта и броских фраз, вводящих в заблуждение.

— Научные статьи должны сопровождаться описанием исследования, доступным на популярном уровне. Слишком профессиональный материал может быть отклонён.

— Видеоматериалы должны иметь описание.

— Названия должны отражать суть исследования.

— Если пост содержит материал, оригинал которого написан или снят на иностранном языке, русская версия должна содержать все основные положения.

Не принимаются к публикации

— Точные или урезанные копии журнальных и газетных статей. Посты о последних достижениях науки должны содержать ваш разъясняющий комментарий или представлять обзоры нескольких статей.

— Юмористические посты, представляющие также точные и урезанные копии из популярных источников, цитаты сборников. Научный юмор приветствуется, но должен публиковаться большими порциями, а не набивать рейтинг единичными цитатами огромного сборника.

— Посты с вопросами околонаучного, но базового уровня, просьбы о помощи в решении задач и проведении исследований отправляются в общую ленту. По возможности модерация сообщества даст свой ответ.

Наказывается баном

— Оскорбления, выраженные лично пользователю или категории пользователей.

— Попытки использовать сообщество для рекламы.

— Многократные попытки публикации материалов, не удовлетворяющих правилам.

— Нарушение правил сайта в целом.

Окончательное решение по соответствию поста или комментария правилам принимается модерацией сообщества. Просьбы о разбане и жалобы на модерацию принимает администратор сообщества. Жалобы на администратора принимает @SupportComunity и общество пикабу.

И почти все можно открутить правильно подобраной плоской отверткой !

у китайца есть такой наборчик хороший

Я написал книгу. И ее можно скачать свободно⁠ ⁠

Привет пикабу! Я написал книгу и назвал ее «Электрообереги». Она рассказывает про те замечательные устройства в электрощитке, что спасают нас от погибели. Начиная от предохранителей, которые существуют более века, заканчивая новейшими устройствами защиты от дугового пробоя. Рассказ построен так, чтобы даже блондинке стало ясно как эти устройства устроены и зачем они нужны. Кто давно на меня подписан подобные посты уже видел — книжка представляет собой собранные воедино и причесанные публикации за последние два года. Еще я перерисовал все сторонние иллюстрации и теперь книжка лицензионно чиста — ни один мерзкий копираст не подкопается.

А еще сегодня у меня день рождения. И это хороший повод сделать подарок миру — книжка публикуется под открытой лицензией CC BY-NC-SA, тоесть ее можно распространять совершенно свободно. (Хочется конечно кинуть жирный камень в огород всяких инфоцыган, продающих в виде «курсов» поверхностную компиляцию из копипасты, но не придумал как это сделать красиво.).

Скачать книжку можно в научной библиотеке моей альма-матер: https://elar.usfeu.ru/handle/123456789/12200

Если книжка понравилась — можно поддержать автора донатом через пикабу, донатом через форму на моем сайте, или купить бумажную версию книги. Бумажная версия есть в магазине издательства ridero http://ridero.ru/books/ (прямую ссылку не привожу ибо запрещено правилами, но по названию гуглится) При заказе хоть одного экземпляра они ее напечатают на специальном принтере — технология «печать по требованию». Увы на ОЗОНе книжку купить нельзя из-за новых правил озона. На первых десяти страницах я в _своей_ книге не могу дать ссылку на _свой_ сайт или указать _свой_ e-mail. Что за ерунда, @Ozon, ? За что вы так авторов унижаете?

Хочется сказать слова благодарности @ChoBolit, @buravik72, @dlinyj, Евгению Артищеву за рецензирование черновиков. А также отметить неоценимый вклад @darikcr и @J0hurN в приведении рукописи в соответствие нормам русского языка. Пользуясь привлеченным вниманием зазываю заценить творчество @J0hurN из смолы

Также хочется сказать спасибо отечественным компаниям IEK (https://www.iek.ru/), EKF (https://ekfgroup.com/), Меандр (https://www.meandr.ru/), Исток (https://istokmw.ru/), Термоэлектрика (https://thermoelectrika.com/) и заводу электроавтомат (https://elav.ru/), за предоставленные образцы продукции, растерзанные в процессе подготовке фотоматериала.

Дополнения к книге

К сожалению не часто авторы книг дают рекомендации, что еще есть достойного почитать по теме. Я рекомендую А.В. Перебаскин Влезай — не убьет! Реальная помощь домашнему электрику. Книжка как раз отлично раскрывает те темы, которые я не раскрывал — электромонтаж, заземление, чем TN-C-S отличается от TN-C и тому подобное. Второе, на что хочется обратить внимание читателя — IEK академия https://academy.iek.group/ Это платформа дистанционного обучения, которую по-видимому делали для обучения своих сотрудников, но выставили в открытый доступ. Есть перекос в ассортимент своей продукции, но основы общие для всех производителей. Главное, что это место, где можно задать сложные технические вопросы (а еще тут, на пикабу, но в зависимости от фазы луны, могут подсказать, а могут напихать полную панамку) и получить компетентный ответ. Если вы знаете еще аналогичные места — напишите в комментариях.

Ну и чтобы не скачивать книгу для беглой ее оценки — немного скриншотов из нее:

Наклейки электрика, с газом и без газа. Эксперименты⁠ ⁠

Кто мой прошлый лонгрид читал, тот молодец, это продолжение. В этом посте несколько сумбурно мои наблюдения и впечатления от работы с наклейками термоэлектрика и системой термосенсор. В конце поста есть видеоверсия на 26 минут, для тех, кто любит слушать в дороге.Для проверки наклеек я сделал вот такой испытательный стенд:

Внутри стального щита IEK я разместил алюминиевый блок, внутри которого установил нагреватель от экструдера 3Д принтера, термопару ХА (К-типа) и всё это подключил к терморегулятору REX C100. Выход терморегулятора через твердотельное реле управляет понижающим трансформатором, который нагружен на нагреватель. Автонастройку прогнал. В алюминиевом блоке насверлены порты для зажатия проводов разного сечения, например, на фото ниже зажат многожильный провод примерно на 16 мм2. Чтобы не нарушать воздухообмен в щите, но при этом оставить возможности делать фотки и видео, я вырезал из оргстекла дверцу на замену штатной. Отверстия в щите я специально не глушил для имитации негерметичности, суммарная площадь всех отверстий примерно эквивалентна дырке диаметром 60 мм на щит объёмом 45 литров.

В итоге нагревающийся блок имитирует нагрев контакта, тепло от которого уходит в жилу зажатого провода. Для дополнительного измерения также в разных местах я фиксировал термопару, подключённую к электронному термометру (красный циферблат слева). Таким образом, я могу определить температуру срабатывания наклейки, разницу между температурой «контакта» и температурой на поверхности провода в месте установки наклейки. Также я могу влиять на скорость нагрева. Ну и собственно без стенда не получилось бы сделать анимации и видео, что в видео-версии поста вы можете наблюдать.

Не все термоиндикаторы одинаково полезны

Придумано много разных индикаторов, необратимо изменяющихся от температуры. (Есть ещё и обратимые, которые просто своим цветом показывают текущую температуру, но это совсем другая история) Один из видов так называемые time-temperature indicator. Их ещё можно назвать химическими.

При активации в них начинают реагировать компоненты, необратимо меняя цвет. Причём скорость этого процесса зависит от температуры (потому они и называются time-temperature время-температурные), чем выше температура — тем быстрее протекает химическая реакция и изменится цвет. Такие индикаторы идеально подходят для контроля срока годности продуктов!

Они позволяют увидеть и забраковать продукты, если по документам они годны ещё 4 дня, но, из-за того что они полежали пол дня в тепле, наклейки поменяли цвет. Для нужд мониторинга состояния электрических контактов они не подходят, будучи активированными, они как тикающие часы всё равно сработают, даже если нагрева нет. Поэтому нам нужны другой принцип, заложенный в наклейки.

Термоиндикаторы плавления используют не химический, а физический процесс. На подложку нанесена кашица из частичек специально подобранного воскоподобного материала, который имеет чёткую температуру плавления. Пока нет нагрева — наклейка может сохранять белый цвет неограниченно долго. Но стоит хоть раз нагреть наклейку до температуры плавления — кашица расплавится и станет прозрачной. Если температура опустится — масса затвердеет, но всё равно останется прозрачной, и через нее будет просвечивать подложка. Как сахар-песок в блюдце, стоит хоть раз нагреть до 186 градусов Цельсия — и он расплавится и застынет карамелью, через которую будет просвечивать рисунок блюдца. Производители часто наносят на одну подложку несколько составов на разные температуры, что позволяет не только выявить факт нагрева, но и определить до какой температуры был нагрев:

Производителей термоиндикаторов плавления не очень много, но в России мне известно только одно производство — это термоиндикаторы фирмы Термоэлектрика, они же продаются под торговой маркой lesiv. (Алексей Лесив — это как раз химик — разработчик). Остальное, что попадалось — это перепродавцы импорта. Этот факт я отмечаю специально, так как всегда рад рассказать об отечественных разработках, из солидарности к коллегам и ненавистью к «отечественным брендам», вся заслуга которых сводится к переклеиванию шильдиков. ЪУЪ прям бомбит, когда чужое выдают за своё.

Различия в конструкции

Для тестов я заказал через посредника британские наклейки safeconnect и отечественные lesiv:

Если присмотреться — то отечественные наклейки выглядят попроще, некоторые варианты не имеют даже защитной прозрачной плёнки, термоактивный состав нанесен на пластиковую подложку, можно даже ногтем поскрести. Но оказалось, что это результат бОльшего совершенства наших наклеек.

Британские наклейки в качестве подложки используют… бумагу! Прозрачная защитная плёнка им нужна, так как адгезия термоактивного состава к поверхности очень плохая, он буквально осыпается, если содрать её. У круглых наклеек бумажная основа, покрытая плёнкой. У прямоугольных чёрная бумажная полоска с составом вклеена в бутерброд из пластиковых плёнок.

Даже если оставить за скобками влагостойкость, у британских наклеек серьёзная проблема — они поддерживают горение, а наши просто затухают, как изолента. В остальном принцип работы одинаков, температура срабатывания выдерживается. Термоактивный состав похоже разный, у британских при затвердевании явно растут кристаллы, у наших сохраняется аморфность, впрочем на потребительские свойства это не влияет.

На анимации видно, что наклейка горит столь бодро, что я от неожиданности пытался ее задуть, и отчаянно спасти чёрную ткань от капель расплавленного пластика, кинув первое попавшееся под руку и едва не уронив при этом фотоаппарат:

Также я проверил устойчивость термоактивного слоя на отечественных наклейках к растворителям (неустойчив, особенно к полярным растворителям, но с водой не реагирует), поэтому, если есть контакт с ГСМ, то лучше выбирать вариант с защитным покрытием или самостоятельно обернуть слоем скотча.

Дальше я опробовал наклейки на стенде — они срабатывали при заявленной температуре, погрешность порядка ± 5 градусов Цельсия, что я скорее спишу на несовершенство моих инструментов. Изменение цвета наклеек резкое и чёткое, то есть ситуация «не ясно, то ли сработала, то ли нет, цвет где-то между» минимальна. К липучести тоже претензий нет — прилипает как хорошая изолента, отдирать тяжело. Подложка наклейки, если приложить усилие, тянется как изолента, а не рвётся, как скотч.

На макросъёмке видно, как термоактивный слой плавится и рисунок, характерный для нанесения состава методом шелкографии:

Дальше я решил угробить автоматический выключатель, любезно предоставленный компанией IEK, чтобы понять, насколько актуально размещение наклеек на корпусах модульки. Итог вы видите на фото, контакт разогревался до 277°C, а наклейки передней панели не сработали, только метка на 50°C стала едва менять цвет, когда термопара в клемме показывала 263°C. А вот наклейка на боку, рассчитанная на 70°C напротив клеммы сработала при температуре в клемме в 115°C.

Также я пробовал измерять температуру поверхности разных проводов и кабелей, из чего родилась картинка, линии графика я не с потолка взял:) На удивление, толщина изоляции влияет меньше, чем я предполагал, важнее оказалось именно расстояние:

Собственно какой можно сделать вывод — в целях контроля состояния контактов, наклейки нужно лепить непосредственно на шину или провод в 10-15 мм от места соединения. На расстояниях больше 60 мм, наклейка будет видеть уже нагрев самого проводника от протекающего тока, нежели нагрев от плохого контакта. Если лепить на корпус прибора, то в непосредственной близости от контакта с минимальным воздушным зазором внутри. Наклеивание на лицевые поверхности модульки неэффективно.

Выбор наклейки

Есть официальные рекомендации производителя (вот тут), но позволю себе их упростить:

Если у нас голая токоведущая шина или неизолированный наконечник, то в непосредственной близости применяем наклейку 90°C .

Если у нас проводник покрыт изоляцией, то используем наклейку 70°C, если изоляция толстая, то можно и 60°C.

Если объект (не обязательно контакт, это может быть корпус редуктора или корпус прибора) в процессе работы нагревается, то приклеиваем наклейку с несколькими точками-индикаторами, например, 50-70-90 или 70-80-90-100 и эксплуатируем под предельной нагрузкой. Если при нормальной эксплуатацией у нас сработала метка на 50, значит меткой — показателем проблем будет следующая ступень — 70°C.

Если наклейка будет постоянно шоркаться, например, на кабеле рядом с разъёмом, то берём версию с защитной плёнкой, или самостоятельно обматываем 1-2 слоями прозрачного скотча.

Как приклеить наклейку:

Наклейка в своём поведении самая обычная, поэтому на грязь не липнет — место приклейки необходимо очистить. Если к поверхности наклейка липнет плохо (например, провода с изоляцией из фторопласта, полиэтилена, или поверхность шершавая), то оборачиваем наклейку вокруг провода и склеиваем край липким слоем сам на себя, как флажок. При этом работать будет не вся поверхность наклейки.

Наклейку клеим так, чтобы она была видна и не приходилось крутить головой в поисках меток. Метка размещается рядом с каждым контактом и важно, чтобы она была приклеена без пузырей, которые сработают как теплоизолятор и повысят температуру срабатывания. Размер наклейки выбираем соответственно диаметру провода и расстояния, с которого на наклейку будут смотреть — чем дальше наблюдатель — тем крупнее наклейка. Наклейка должна оборачивать провод только в один слой.

Загадка клипсы

Также я заказал у safe connect пластиковые клипсы, которые меняют цвет при нагревании. Клипса в чём-то удобнее наклейки, ее быстрее установить, она смотрится аккуратнее, ее проще заменить. На анимации видно, что она вполне работает как заявлено:

А дальше начинаются загадки. На клипсе видно следы от формы термопластавтомата, то есть она изготовлена из расплава пластика, и для меня загадка, как она не поменяла цвет в процессе производства, коли она была нагрета. (Если знаете — напишите мне). Материал клипсы — полиэтилен/полипропилен с добавками антипиретиков, самозатухает. Под микроскопом видно, что не сработавшая клипса имеет внутри фиолетовые кристаллики, а в сработавшей они растворяются, и она становится равномерно розовой. Цвет клипсы в массе однороден.

И похоже спокойный здоровый сон мне не обеспечен, пока не разберусь, как эти клипсы работают.

Наклейки с газом

А вот это самое интересное, так как прямых иностранных аналогов не наблюдается. Производитель по моей просьбе прислал оборудование на растерзание без каких-либо условий (вот она, супер-сила блогера!), так что я смог удовлетворить своё любопытство и с удовольствием рассказать читателям как это работает без маркетинговой шелухи.

Итак, идею в основе таких наклеек я излагал в прошлом посте. От термоиндикаторных наклеек нет толку, если на них никто не смотрит. И даже при идеальной дисциплине соблюдения регламента возможна ситуация, когда оборудование столь нагружено, что лёгкий нагрев контакта может перерасти в его разрушение за короткое время, что весь процесс успеет произойти в период между осмотрами. В таком случае интересно использование наклейки, которая сама сообщит о том, что она сработала от нагрева. Для этого в неё в форме микрокапсул заключён сигнальный газ. При нагреве капсулы разрушаются и газ выходит наружу. Внутри щита при этом установлен датчик, который реагирует на появление газа и поднимает тревогу. А дальше по ситуации, возможно внеплановое обслуживание, а можно и отключение с переходом на резерв.

Первый вопрос любопытного инженера — что за газ в наклейке содержится и как он там удерживается?

В качестве сигнального газа нам нужен нетоксичный, негорючий газ, при этом химически неактивный — мы не хотим коррозии. Желательно, что б он не обладал острым запахом, при этом он должен быть высокомолекулярным. Маленькие молекулы простых газов будет тяжело хранить в полимерной оболочке — даже углекислый газ из газировки диффундирует сквозь стенку ПЭТ бутылки. Газа должно храниться много, поэтому желательно, чтобы он при нормальных условиях представлял собой жидкость, вскипая и испаряясь при нагреве — так его можно заключить в капсулы в жидком виде. Ну и конечно же для него должен быть какой-то недорогой и чувствительный датчик.

В качестве такого чудо-газа используется один из фреонов. Фреоны не токсичны, не горят, химически не агрессивны. Например, вы один такой точно видели — Novec 1230 (1,1,1,2,2,4,5,5,5-нонафтор-4-(трифторметил)пентан-3-он), он же «сухая вода» во множестве забавных роликов в интернете. При этом можно по каталогам подобрать марку фреона, чтобы переход из жидкого состояния в газообразное происходил при подходящей нам температуре, что вместе с подбором условий формирования оболочек капсул позволит добиться его обильного выделения при пороговой температуре.

На гифке ускоренный процесс выхода газа из полимера наклейки. Температура активации 80°C, в стакан я налил кипяток. Видно, что газа в полимере инкапсулировано довольно много:

Собственно процесс получения материала с инкапсулированным газом, методы обеспечения стабильности его характеристик — главное ноу-хау производителя. При комнатной температуре наклейки стабильны — за два года (1 год они лежали у производителя, второй год у меня не доходили руки сделать обзор, за что мне стыдно) они не выдохлись. При нагреве до пороговой температуры они начинают щёлкать и поверхность вспучиваться — газ разрывает оболочки капсул и выходит наружу. Взвесив массу до и после, можно определить количество газа — почти 1 грамм, что практически 50% от массы наклейки (вместе с клеевым слоем и защитной бумагой, и это в самом маленьком типоразмере наклеек).

Ниже видео процесса выхода газа при нагреве наклейки, ускоренное в много раз (весь процесс занял минут 10). Температура активации наклейки 80°C. Метки справа позволяют понять, какая из наклеек в щите выпустила газ, они меняют цвет от нагрева:

Второй вопрос любопытного инженера. Как этот газ обнаруживается?

Вопрос, который был мне интересен — как сигнальный газ из наклеек обнаруживается. Надеюсь производитель не будет на меня в обиде :). Хорошая новость — велосипед изобретать не стали и использовали проверенный массовый полупроводниковый датчик газа с покрытием из оксида олова. Причём не китайский, а японский, например, SP-42A (Даташит).

Датчик подключён к микроконтроллеру, так что о появлении сигнального газа устройство может сообщить как замыканием контакта реле, так и по шине в головное устройство, производитель называет его КПУ (Контрольно-Приёмное Устройство). Сенсор для работы требует разогрева до рабочей температуры, так что системе после включения нужно время, чтобы выйти на режим.

Но есть и плохая новость — у всех подобных полупроводниковых датчиков газа всё плохо с селективностью. Он хоть конкретно заточен под фреоны, но «видит» все горючие газы, углеводороды, пары растворителей. Вот график из справочного листка на датчик SP-42A показывающий чувствительность к разным газам:

Получается основную функцию — поднять тревогу при появлении сигнального газа он выполняет — ведь в нормальных условиях ничего кроме воздуха в щите быть не должно. Однако, при появлении в атмосфере щита посторонних газов, он их также воспримет за сигнальный и поднимет тревогу, которая окажется ложной. Когда я испытывал систему термосенсор, то с такой ложной сработкой столкнулся — коллега занёс в помещение и оставил на столе свежепокрашенную деталь, краска на которой подсохла, но ещё не набрала прочность. Спустя буквально минуту головное устройство запищало — датчик на стенде сработал, он у меня далеко не герметичный.

Отсюда важное следствие — если в помещении работают или хранят разное летучее нехорошее, например, в автомастерской, то возможны ложные срабатывания. Впрочем, насколько я понимаю, производитель предусматривает вариант размещения дополнительного датчика снаружи щита, чтобы определять значение концентрации газов вне щита, но это не совсем базовая функциональность. Ну и естественно на время лакокрасочных работ при ремонте, систему придётся отключить. И наказывать электриков с сигаретой в зубах.

Третий вопрос любопытного инженера — как ведут себя наклейки при температурах лишь немного ниже пороговых?

Например, у газовыделяющей наклейки декларирована температура срабатывания 80°C, а она длительно работает при температуре 75°C, не получится ли, что она будет потихоньку терять газ и выдыхаться раньше времени?

И похоже это та самая ахилесова пята системы. Должно сложиться два фактора — оооочень медленный рост температуры, растянутый на недели и негерметичность щита. Тогда газ будет постепенно выделяться из наклейки и уходить из щита через неплотности, не позволяя создать критическую концентрацию. Мне удалось создать такую ситуацию (использовал только половинку от самой маленькой наклейки, повышал температуру на 1 градус примерно каждый час и фактически проветривал щит, открывая дверцу каждый час для доступа, и это не считая щелей и отверстий в щите). Отсюда важное ограничение — если щит не герметичен и имеет вентиляцию, то надёжность обнаружения перегрева резко снижается. Но без такого интенсивного проветривания система срабатывала стабильно, если правильно помню документацию — сработать должно уже при 20% выделенного наклейкой газа, так что запас заложен солидный.

Ещё вопросы, которые могут прийти в голову:

А как проверять, что датчик не потерял нюх?

Тот вариант системы, что у меня, имеет аксессуар в комплекте — нагревательную площадку. Лепим на неё новую наклейку, греем — датчик сработает. В документации указано, что вроде сейчас вместо такой площадки новый аксессуар — пшикалка с сигнальным газом. Так что нет проблем проверить, что датчик работает, есть разные способы создания тестовой концентрации сигнального газа.

А как проверить, что наклейка от старости не выдохлась?

Никак, поэтому на ней есть дата производства и должен быть журнал с отметкой о дате установки. Наклейки просто нужно менять по плану, как например, огнетушители. Да, дорого, но используется там, где последствия от сгоревших контактов ещё дороже.

А как понять, какая из наклеек выделила газ?

Производитель предусмотрел для этого на газовыделяющей наклейке термоиндикаторные метки, при нагреве не только выделяется газ, но и цвет метки необратимо меняется с белого на чёрный. Но есть небольшой нюанс — метки сделаны с одной стороны, поэтому если наклейку прилепить так, что термоиндикаторы останутся на торчащем в воздухе конце метки, то газ выделится, а вот термоиндикатор может не сработать. Так что если не хотите умирать от икоты — то наклейку закрепляйте строго по указаниям производителя.

Впечатления

Я вдоволь наигрался с наклейками, пробовал имитировать разные сценарии и ситуации. У меня сформировалось несколько замечаний несущественного плана к документации, эргономике, но оказалось, что за тот год, пока у меня не доходили руки к написанию обзора, производитель времени не терял и часть из этих замечаний оказалась уже устранена. В целом концептуально и термоиндикаторные и газовыделяющие наклейки работают. По качеству исполнения — видно, что производитель пока не экономит, и клеевой состав, элементная база, разъёмы и прочие мелочи — качественные. Возможно при массовом распространении, и в силу нынешних условий что-то придётся поменять, причём без ущерба работоспособности.

Термоиндикаторные наклейки полностью соответствуют заявленным свойствам и в силу их простоты тут ничего кроме как «внедрять», не сказать) Причём они доступны для частного лица по цене, и ими можно обклеить все проводники в домашнем щите, особенно если их скупердяйски порезать на кусочки поменьше. Порог вхождения в контроль нагрева контактов гораздо ниже, чем с тепловизором.

Газовыделяющие наклейки очень интересны. К сожалению, я не в состоянии провести полномасштабные испытания (это долго и дорого), но те опыты в миниатюре, что я провёл, показали, что наклейки работают, концепция имеет право на жизнь. Технология не без ограничений, к сожалению, так что панацеей не станет. Но по сравнению с другими технологиями непрерывного контроля состояния контактов — весьма изящное решение. Причём, тут я снимаю шляпу, доведённое до серийного изделия, а не лабораторный прототип.

Термоиндикаторные наклейки мне понравились, пора наверное нарисовать какой-нибудь знак «Серков рекомендует» и вручать отечественным производителям, чья продукция меня порадовала. Термоиндикаторные наклейки — очень простой и относительно дешёвый метод контроля состояния электрических соединений, позволяют вовремя выявить и отремонтировать плохой контакт, до того как он сгорит.

Термоактивируемые газовыделяющие наклейки интересное решение. Оно работает, производитель не врёт, но решение имеет ряд особенностей и подходит не для всех условий.

Наклейки — лишь дополнительный инструмент. Ими нельзя решить проблемы, которые решаются административно-организационными методами.

Телеграмм канал и другие соцсети у меня в профиле, если вдруг что.

Наклейки электрика — предсказывают будущее⁠ ⁠

Ну что, кто подписывался на меня ради лонгридов наконец дождался. Завершаем цикл постов про современные устройства защиты для ваших электрощитков. На этот раз — специальные наклейки для заглядывания в будущее)

Для ЛЛ: есть наклейки необратимо меняющие цвет при нагреве плохого контакта. А ещё есть наклейки с газом. Видеоверсия поста (23 минуты) прикреплена в конце текста, если захочется слушать в дороге.

Возможно вы слышали шутку от электронщиков «Электроника — наука о контактах». Действительно, большое количество неисправностей связано с тем, что нарушен контакт где-то в разъёме или трещина в пайке, из-за чего устройство не работает. Но электронщики не одиноки, плохой контакт в энергетике, где токи и напряжения большие, сам о себе даст знать повышенным нагревом. Я уверен, что любой мой читатель, даже не будучи связанным с техникой, хоть раз в жизни видел оплавившийся обугленный контакт.

Повышенный нагрев любого соединения проводников, кроме случаев, когда это заранее предусмотрено, прежде всего действует разрушительно на изоляцию. Если нагрев будет чрезмерным, то возможно образование электрической дуги с возгоранием того, что окажется рядом. К счастью, человечество быстро делает выводы, поэтому на сегодняшний день во всех странах мира действуют стандарты разной степени строгости на электрическое оборудование. В том числе регламентируется степень горючести корпусов электрических приборов, изоляции проводников, да и сами щиты чаще всего делают из металла, что локализует неприятности от раскалённых докрасна контактов. На демотиваторе ниже как раз отлично видно последствия нагрева:

Более того, практически для всех остальных причин появления нежелательного нагрева в электрической цепи уже придуманы устройства защиты, про которые я рассказывал в предыдущих частях серии:

Чтобы проводник не нагревался от перегрузки по току, используют предохранители и автоматические выключатели. Про предохранители я писал тут, про принцип работы автоматических выключателей можно посмотреть вот тут. И про особенности подбора автоматических выключателей я писал вот этот материал. Они отключат цепь как при небольшом превышении номинального тока, так и при резком скачке, вызванном коротким замыканием.

Если в цепи из-за повреждения изоляции появится утечка тока на землю — цепь разорвёт выключатель дифференциального тока (более известный по старому названию — устройство защитного отключения — УЗО). Причём есть так называемые «противопожарные УЗО» — их ток срабатывания подобран так, что они слабо защищают человека, но гарантируют, что тока утечки будет недостаточно для нагрева и обугливания в месте повреждения изоляции. Подробный рассказ про принцип работы УЗО я писал в этом материале.

Если в цепи окажется переломанная в месте изгиба жила кабеля с искрением и нагревом, то цепь отключит устройство защиты от дугового пробоя — УЗДП. Подробно принцип работы я рассказывал вот здесь, а вот здесь я потратил несколько месяцев на тест всех отечественных модульных УЗДП.

Как видите, только нагревающиеся контакты до недавнего времени не имели своих устройств выявления и защиты. А значит защита строилась пассивно, не на выявлении проблемных контактов, а локализации последствий их появления — воздушные зазоры, негорючая изоляция, металлический щит и т.д.

Почему контакты становятся плохими и зачем за ними наблюдать

Проблеме получения надёжного электрического соединения проводников посвящено огромное количество научных работ. И можно сказать только то, что надёжными являются только неразъёмные соединения, когда проводники соединены намертво опрессовкой или сваркой, образуя монолит. Любая техника и инженерные коммуникации иногда требуют ремонта и обслуживания, поэтому вынужденно применяются разъёмные соединения. Не будешь же отпиливать, а затем приваривать барахлящий выключатель. И такие соединения иногда доставляют проблемы — контакт может ухудшиться и тогда ток, протекая через него, приводит к повышенному нагреву. Длительный небольшой нагрев ускоряет старение изоляции. Большой нагрев может вызвать плавление проводника с зажиганием электрической дуги. Любое из последствий этого нежелательно — как пожар в щитовой, так и просто отключение критического оборудования.

Производители всячески стараются улучшить ситуацию, используя разные виды покрытий, насечек, прижимных пружин и прочих ухищрений, но на сегодня ситуация такова:

* Даже идеально выполненное соединение с соблюдением всех технологических требований со временем может ухудшиться. В силу агрессивности среды или внутренних причин, вроде ползучести металла. Строгое соблюдение требований к качеству монтажа уменьшает, но не исключает такую опасность.

* Регулярное изменение температуры соединения, ускоряет процессы деградации. Неважно, температура меняется от изменений погоды или из-за кратковременного протекания больших токов. Поэтому электрохозяйство вне отапливаемых помещений требует особенного внимания.

* Процесс нагрева обладает положительной обратной связью. То есть от нагрева металл окисляется, от этого переходное сопротивление возрастает, из-за этого нагрев ещё усиливается и так по нарастающей. А значит если был нагрев — контакт со временем будет только ухудшаться.

* В зависимости от нагрузки оборудования, материалов, конструкции контакта, процесс превращения просто нагревающегося соединения в брызгающую расплавленным металлом электрическую дугу может занимать от часов до нескольких лет.

Вывод довольно простой — в щите любое из соединений может стать плохим, и оно начнёт выдавать себя небольшим нагревом. Если это не заметить вовремя, со временем оно станет только хуже и будет греться сильнее. Сильный нагрев может закончиться или разрушением цепи с последующим ремонтом или пожаром.

Для своевременного выявления проблемных контактов в электрических сетях и оборудовании есть регламент — регулярный осмотр, иногда с проверкой моментов затяжки всех соединений. Если при осмотре будет выявлено подозрительное соединение, то можно провести его профилактику ДО наступления дорогих и опасных поломок с оплавлением и электрической дугой. В зависимости от оборудования и объекта периодичность осмотра может меняться, но часто не реже 2 раз в год. Осмотр часто проводится без отключения оборудования, но с соблюдением положенных предосторожностей. Если не верите автору — послушайте вашего стоматолога, он подтвердит — профилактика всегда дешевле ремонта.

Человеческий фактор

Как вообще можно увидеть плохой контакт, нагревающийся время от времени? Опытный электрик может увидеть это по характерным имениям цвета изоляции от нагрева, изменению блеска металла крепежа. У некоторых людей со стажем появляется удивительная «чуйка», не только электриков. Например, мне рассказывали про сотрудника целлюлозно-бумажной фабрики, который мог на спор определить влажность бумаги с точностью в несколько процентов, просто положив руку на пачку бумаги. После подтверждения влажности лабораторией на приборе, довольный сотрудник уходил с выигрышем. Но мы не можем полагаться на такое чутьё, из-за трудновоспроизводимых результатов. Да и не всегда внутри электрических щитов всё хорошо освещено и чисто. Необходимо использовать инструментальные методы, где результат мало зависит от состояния самого электрика, но обеспечивается соблюдением определённых процедур.

Одним из таких способов является тепловизионный контроль. Тепловизор — это особая фото/видеокамера, оптика и сенсор которой позволяет ей видеть в длинах волн порядка 7-14 мкм, то есть в инфракрасном диапазоне. На экране прибора нагретые предметы будут выглядеть ярче, холодные — темнее. Способ невероятно эффективен, судите сами, вы без обучения и инструктажа видите подозрительный контакт (фотография получена тепловизором Seek Thermal):

Это как раз фотография стенда, который я собрал для испытаний наклеек из поста. Сразу видно как тепловизор раскрасил в ярко-соломенный цвет объекты, температура которых аномально высока. Возможна даже автоматизация — просто поднимать тревогу, если в кадре появляется что-то нагретое выше пороговой температуры.

Способ давно и успешно используется на производствах, при обслуживании зданий, но у способа есть свои недостатки, из наиболее значительных два:

* Тепловизор это штука дорогая. Прогресс конечно привёл к появлению недорогих бытовых моделей, и в Китае освоили производство своих простеньких моделей, но профессиональные приборы по-прежнему удовольствие не из дешевых. А так как тепловизор это устройство двойного назначения (угадайте почему), то их экспорт внимательно контролируется.

* Тепловизор показывает температуру здесь и сейчас. Если контакт нагревается только в определённые периоды времени, например, когда все готовят себе обед, то пришедший после обеда электрик не увидит проблем, так как контакт к тому времени остынет.

Второй недостаток существенно замедляет процесс контроля, ведь если делать всё как следует, то нужно создать в цепи нагрузку и подождать, пока изменится температура и только потом проводить осмотр. И если в небольшой квартире можно включить обогреватель с чайником, неторопливо заварить чай и после идти осматривать проводку в поисках проблемных распаечных коробок, то как быть электрику, например, в школе, где линии идут в каждый класс и во время уроков школьников беспокоить нельзя?

Наклейки с памятью

Способом решить проблему обнаружения контакта, который греется только иногда, а не в момент, когда на него смотрят, будет использование специальных термоиндикаторных наклеек. Такие наклейки нужно разместить рядом с каждым контактом. Если хоть раз температура превысила пороговую — они меняют цвет. Наклейки реализуют на разных физических принципах, но наиболее популярны стали термоиндикаторы плавления.

Идея достаточно проста — на цветную подложку наносится состав из частичек легкоплавкого вещества со связующим. Так как состав неоднороден, то свет на границах частичек рассеивается и состав выглядит белым. Если хоть раз температура превысила температуру плавления — состав плавится, частично растворяется в связующем и застывает прозрачной массой, через которую просвечивает подложка. Меняя состав покрытия, можно довольно точно задать температуру, при которой наклейка изменит цвет. Так как используется явление плавления, то этот тип индикаторов так и называется — термоиндикаторы плавления. Наиболее близкая аналогия принципа действия таких наклеек — сахар, насыпанный в блюдце. Он выглядит белым, но стоит хоть раз подняться температуре выше 186 градусов Цельсия, сахар расплавится и застынет прозрачной карамелью, сквозь которую просвечивает рисунок блюдца. Такие наклейки выпускает несколько компаний в мире. На фото заказанные мной британские safe connect и отечественные LESIV . Они же «термоэлектрика».

(Температура срабатывания круглых британских наклеек 52°C, полосковых британских 70°C. У отечественных, точки с температурами срабатывания 50°С, 70°С, 80°С, 90°С, 100°С, квадратные на 70°С и 90°С, полосковые на 90°С. Набор возможных температур индикаторов плавления весьма широк, я встречал варианты наклеек от 29°C до 290°C)

Здесь я могу порадоваться, так как отечественные наклейки (а LESIV это кстати фамилия разработчика, химик Алексей Лесив) работают не хуже импортных, я проверил, но при этом ЗНАЧИТЕЛЬНО дешевле. (Наклейка L-mark XL 250 р/шт без НДС. Наклейка safe connect 17 фунтов за 5 шт без налога, при курсе на момент покупки это 520 руб за штуку. Это ещё без учета стоимости доставки и услуг контрабанд посредника). Подозреваю, что оптовые цены у производителей значительно ниже.

Для проверки наклеек я сделал стенд. Все наклейки стабильно меняют цвет в районе указанной температуры. Вот так выглядит процесс изменения цвета отечественной наклейки (время ускорено в несколько раз):

А вот так меняет цвет при нагреве британская наклейка:

Термоиндикаторы могут быть не только в форме наклеек, но и в форме пластиковых клипс, защёлкивающихся на провод, такие выпускает британская компания Safe Connect. Почему они меняют цвет при нагреве (хотя сами похоже сделаны на термопластавтомате!) — я пока не смог разобраться, если вы знаете — напишите мне. При нагреве клипса меняет цвет с фиолетового на розовый. К сожалению, стоимость клипсы ещё выше стоимости наклеек и в России их официально не купить:

Процесс изменения цвета на видео:

По секрету скажу, что наклейка сохраняет работоспособность при разрезании, поэтому для различных экспериментов и исследований её можно порезать на мелкие квадратики. И, например, проверить какие части электронной платы перегреваются в закрытом корпусе, не используя многоканальный регистратор и кучу термопар. А ещё её можно клеить на корпуса редукторов, подшипников и прочей не электрической техники, чтобы отказывать в гарантии, если изделие злостно перегревали.

Процесс выявления нагревающихся контактов с использованием наклеек становится очень простым — открываем щит и внимательно осматриваем все наклейки — не поменяла ли какая из них цвет. Если поменяла — принимаем меры к профилактике. Если щит имеет прозрачное защитное ограждение, то для такого осмотра не нужно звать специально обученного человека, это может сделать даже завхоз, и если какая-то из наклеек поменяла цвет, то тогда вызывать электрика.

Но есть у наклеек один существенный недостаток — они абсолютно бесполезны, если на них никто не смотрит.

Пустить газ!

Допустим, если у нас используется какое-то силовое оборудование, отказ которого повлечёт просто астрономический ущерб, например, щит питания опасного химического производства. Оборудование нагруженное, с высоким напряжением и большими токами, поэтому процессы деградации плохого контакта протекают весьма быстро — за считаные недели, а то и дни. В таком случае полагаться на регламентный осмотр нельзя — путь от легкого нагрева до полыхающего пламени будет пройден в период между осмотрами. В таком случае вопрос — а можно сделать так, чтобы наклейка при срабатывании от нагрева контакта могла об этом сообщить сама? Можно!

Это отечественная система «Термосенсор». Представляет собой наклейку, которая при нагревании выше пороговой температуры начинает бурно выделять индикаторный газ. В щит также должен быть установлен датчик, заточенный обнаруживать появление газа из наклейки. Вот на фото наклейки и датчик, присланные по моей просьбе производителем:

Все ноу-хау в материале газовыделяющего полимера. В нем в инкапсулированном состоянии заключён газ. Состав газа и самого полимера подобраны так, что при температурах ниже пороговой, выделение газа незначительно. Но зато при повышении температуры выше пороговой наклейка начинает потрескивать, а её поверхность пучится — оболочки микрокапсул разрывает заключённым в них газом и он вырывается наружу. В качестве индикаторного газа используется разновидность фреона, вроде широко разрекламированного Novec 1230, вы наверняка видели его в видеороликах с «сухой водой». Он негорючий, не токсичный, не вонючий, при комнатной температуре жидкий, химически неактивный, достаточно высокомолекулярный, чтобы долго сохраняться в полимерных капсулах, и главное — в нормальных условиях ему неоткуда взяться в электрощите!

Вместе с оборудованием в щит необходимо установить датчик газа — он постоянно мониторит атмосферу внутри щита, и поднимает тревогу при появлении фреона из наклейки — замыкает контакт и сообщает по сети на пульт. Что делать дальше — зависит от особенностей места установки. Где-то можно произвести аварийное отключение, где-то направить аварийную бригаду для разбирательства на месте. Чтобы упростить поиск сработавшей наклейки, на ней есть термоиндикаторы нагрева, такие же как в разделе выше.

На картинке ускоренный во много раз процесс пученья полимера от выходящего при нагреве газа. Наклейку я разместил на площадку вулканизатора и медленно прогрел. Процесс занял минут 10. Метки справа меняют цвет необратимо при указанной температуре, и позволяют понять — какая из наклеек сработала.

Наклейка содержит довольно много фреона, я взвешивал её до и после нагрева — в маленькой наклейке почти 1 грамм газа, это почти 50% от массы наклейки! Газ хранится в наклейке вполне надёжно — у меня они пролежали год, прежде чем у меня дошли руки до испытаний и написания поста, а учитывая дату производства — на момент моих испытаний им было два года. При нагревании они с потрескиванием выделили газ, что успешно учуял датчик:

На картинке ускоренный в несколько раз процесс выхода газа из полимера наклейки, опущенной в кипяток. Взята наклейка с температурой активации 80°C

Получается автоматическая система мониторинга состояния контактов исключающая человеческий фактор. Рядом с каждым контактом размещаем газовыделяющую термоиндикаторную наклейку. Внутрь щита устанавливаем датчик газа. Если какой-то из контактов начнёт нагреваться — наклейка сработает, выпустит газ, о чем нам на пульт сообщит датчик. Ну а дальше можно принять меры до наступления аварии.

Но у этой системы есть свои недостатки, что ограничивает её повсеместное применение:

* Система не работает в проветриваемых щитах. Думаю очевидно, если вентиляторы, или естественная конвекция гоняет воздух через щит, то и индикаторный газ будет уноситься, что помешает набраться концентрации, достаточной для обнаружения.

* Срок службы наклеек и датчиков газа ограничен и значительно меньше, чем у термоиндикаторов, просто меняющих цвет. Так что это не система «поставил и она навеки работает», это как огнетушитель «поставил и через n лет по плану заменил на новые».

* Из-за неидеальной селективности датчика он срабатывает также на летучие органические соединения, например, бензин, этанол и т.д. Поэтому на время лакокрасочных ремонтных работ систему следует временно отключить — будет ложное срабатывание. Ну и соответственно будут проблемы при эксплуатациях в помещениях, где в воздух может попасть разное нехорошее — гараж, склад горючего и т.д. В некоторых случаях это можно скомпенсировать работой системы из нескольких датчиков, некоторые из них должны быть снаружи щита и определять фон, привнесённый извне.

Куда и как закреплять наклейки, чтобы вас не поминали добрым словом каждый раз

Тут всё просто — как можно ближе к месту потенциального нагрева, учитывая следующее:

1. Это обычная наклейка, поэтому как и любая другая наклейка она плохо приклеивается на морозе, а также на грязные, жирные поверхности. Поэтому желательно поверхность предварительно очистить. Неплотный контакт с поверхностью увеличивает температуру, при которой наклейка сработает.

2. Идеальное место для наклейки — в 10-15 мм от контакта. Тепло при нагреве отводится и рассеивается металлом проводников, поэтому чем дальше от контакта — тем больше перепад температуры.

3. Изоляция проводов также хороший теплоизолятор. Ординарная изоляция провода — дает примерно 30-60°C разницы температур между поверхностью и жилой. Двойная изоляция — больше, про это стоит помнить.

4. Наклейка не должна мешать обслуживанию и не блокировать доступ. Иначе электрик её оборвёт, а вас помянет добрым словом.

Ещё раз, нарисовал в виде картинки:

Наклейки можно размещать на корпусах приборов, нагрев которых косвенно говорит о проблемах. Например, круглые британские наклейки предназначены для наклеивания на корпус электрической вилки (у британцев они очень своеобразные с плоскостью, где можно разместить наклейку). Срабатывание наклейки на 52°C на корпусе вилки говорит о нагреве контактов вилки — а значит проблема или в самой вилке, или в розетке (а в Британии ещё и очень своеобразная система с объединением проводки в кольцо). Чем больше барьеров между наклейкой и контактом, тем ниже должна быть выбрана температура срабатывания.

Эксперименты

Вынесено в отдельный пост и отдельное видео, так как экспериментальная часть получилась примерно такого же объёма. Опубликую на следующей неделе.

1. Плохой контакт со временем становится только хуже и ток, протекая через него, вызывает его нагрев, что может закончиться пожаром.

2. Регламентное обслуживание электрохозяйства, например, два раза в год, позволяет вовремя выявить проблемные соединения до наступления последствий.

3. Тепловизор позволяет электрику одним взглядом на экран выявить места аномального нагрева, но при условии, что нагрев постоянен.

4. Термоиндикаторные наклейки необратимо меняют цвет при нагреве и позволяют даже неподготовленному человеку увидеть места, где был или есть ненормальный нагрев.

5. Газовыделяющие термонаклейки позволяют сформировать сигнал тревоги при аномальном нагреве, обеспечивая непрерывный мониторинг оборудования.

6. Наклейки — это дополнительный инструмент, не нужно пытаться решить ими проблемы, решаемые организационными способами.

Видеоверсия

А вот и обещанная видеоверсия, по смыслу она повторяет пост, но я рассказывал импровизируя, поэтому не слово-в-слово:

Ну а после всего мне можно говорить «у меня есть телеграм канал» ?)

Миллионы рублей за 1/100 секунды⁠ ⁠

Продолжаем цикл пикабу-познавательного, про современные устройства защиты у вас в электрощитке. На очереди устройства, которые окупаются за 1/100 секунды.

В посте вы узнаете — почему может сгореть нейтральный проводник, откуда берутся «скачки электроэнергии» и для чего нужны реле контроля напряжения.

Это пост здорового пикабушника, к видео версии прилагается полная текстовая версия:

Почти наверняка вам попадались новости с описанием того как «из-за скачка электроэнергии сгорела бытовая техника в подъезде многоэтажки». К счастью, чаще всего новость не содержит информации о пожаре или погибших, но убытки часто исчисляются миллионами рублей.

Чаще всего возмещение убытков со стороны виновного лица происходит после долгих и изматывающих юридических процедур и часто далеко не полное.

Природа мифического “скачка”.

И правда, при обрыве нейтрального проводника возможна ситуация под жаргонным названием “перекос фаз” когда напряжение в розетке вместо 230В может как понизиться, так и повыситься вплоть до 400В. Причем это не кратковременный всплеск из-за переходных процессов от коммутации мощных нагрузок, а длительное явление, при котором начинает выходить из строя бытовая техника. Разберемся, откуда же этот “скачок” электроэнергии берется.

Исторически так сложилось, что в энергетике обрела популярность система переменного тока, имеющая три фазы. Возможны системы с иным количеством фаз, но именно трехфазная стал а самой популярной в силу своих достоинств. Генератор (или трансформатор на подстанции) имеет три обмотки, на каждой из которых наводится ток, который и передается потребителю. Да простят меня электрики за повторное объяснение общеизвестных вещей.

На картинке есть ошибка, если вы ее нашли — вы помните электротехнику.

Ток наводится в обмотках с небольшой разницей во времени. Для удобства, эту разницу выражают не в секундах, а как величину угла, где за полный круг принимают один период тока. Очень наглядно трехфазный ток показан на этой анимации:

Представьте, что черная стрелка делает полный оборот с частотой сети, 50 раз в секунду. В зависимости от текущего положения — в обмотках генератора наводятся токи, длинна вектора-стрелки соответствует величине напряжения на обмотках (на анимации фазы обозначены буквами U, V, W). Как видите, в любой момент времени значения напряжения разных фаз меняется, поэтому угол меж векторов учитывают, используя тригонометрию, или складывая их графически. Максимально возможное напряжение получается при подключении меж фаз, и получается сложением векторов, что показано на анимации. Внутренний черный круг соответствует фазному напряжению 230В (между общей точкой N и любой из фаз), наружный круг — линейному напряжению 400В (между любыми двумя фазами).

Идеальным для такой системы электроснабжения является трехфазный потребитель, например асинхронный электродвигатель. Он забирает ток от генератора поровну по всем трем фазам и баланс токов не нарушается. На картинке выше показан нейтральный проводник N («нуль» на жаргоне электриков), если величина нагрузки по всем трем фазам одинаковая, при сложении всех векторов напряжений и токов потенциал точки N будет равным нулю. Это часто изображают векторной диаграмме, на ней часто также обозначают три вектора линейных напряжений, и располагают так, чтобы получился треугольник, я заменил их пунктиром.

(Для упрощения изложения будем считать, что у тока нет реактивной составляющей, тоесть фаза тока и напряжения не отличаются.)

Увы, не все потребители такие удобные. Почти все бытовые электроприборы используют лишь одну фазу переменного тока. В таком случае всех потребителей, делят на три примерно равные по мощности группы и подключают к генератору. Например в многоквартирном доме на каждую из фаз подключается примерно 1/3 квартир, и для трансформатора на подстанции весь дом — просто еще один трехфазный потребитель. Но в реальности идеального баланса нагрузок по всем трем фазам добиться невозможно, поэтому нейтральный проводник начинает играть важную роль — по нему начинает протекать уравнивающий ток, и чем больше дисбаланс потребления токов по фазам, тем больше уравнивающий ток.

Если потребителей достаточно много и они распределены по фазам равномерно, то можно посчитать статистику и обнаружить, что уравнивающий ток через нулевой проводник по величине обычно меньше, чем ток любой из фаз. А если проводник не используется в полной мере, то его сечение можно сократить, сэкономив ценный металл. В некоторых старых домах такое можно встретить — нейтральный проводник имеет сечение меньше, чем фазный. И это работало, до недавнего времени.

Итак, еще раз. В трехфазных сетях при сбалансированной нагрузке через нейтральный проводник («нуль») ток к генератору отсутствует. Если нагрузки по фазам не сбалансированы — то нейтральный проводник становится критически важным для поддержания равного напряжения по фазам, но ток через него заметно меньше тока любого из фазных проводников.

Так почему же отгорает ноль?

Есть две проблемы, которые приводят к росту значения тока через нейтральный проводник — это сильная асимметрия нагрузки, которую посмотрим чуть позже, и гармоники тока кратные трём. А так как в старых сетях нейтральный и защитный проводник совмещены (система TN-C), то никаких устройств защиты его от перегрузки (предохранитель, автоматический выключатель) не устанавливается. Это и приводит к тому, что через нейтральный проводник незамеченным может течь ток свыше предельно допустимого. А если по проводнику гуляют токи — он нагревается, и при больших токах может перегореть. Чаще всего это происходит в местах подключения, плохой контакт тоже греется и порождает шутки про суровый светодиод:

Откуда берутся гармоники и почему они приводят к росту тока через нейтральный проводник? Если нагрузка нелинейная, например в виде импульсного блока питания, то ток из сети каждый период колебаний напряжения потребляется неравномерно, что очень сильно искажает форму питающего напряжения. Если подключить осциллограф к сети, то вместо красивенькой ровненькой синусоиды мы можем увидеть странную горбатую кривую. Небольшое количество черной математической магии, в виде преобразования Фурье, позволяет разложить любую периодическую, сколь угодно горбатую кривую, на сумму простых синусоид, которые составляют ее спектр. Синусоиды спектра, частота которых кратна основной называются гармониками.

Видно, что корявую кривую слева можно заменить суммой простых синусоид. Каждая газоразрядная лампа, сварочный аппарат, светодиодная лампа с импульсным драйвером и т.д. из-за своей нелинейности искажают форму сетевого напряжения, что можно представить как протекание токов, частота которых кратно выше частоты сети. И чем сильнее форма потребляемого тока отличается от синусоиды, тем мощнее вклад гармоник.

Самые вредные для нас гармоники, частота которых кратна трём — тоесть 150Гц, 300 Гц, 450 Гц и т.д. Их особенность в том, что что они синхронны во всех трех фазах! Смотрите картинку:

В итоге они складываются в общей точке и заставляют течь через нейтральный проводник токи с частотами кратными 3. В итоге мы можем идеально распределить мощности по фазам, но из-за нелинейности нагрузок токи высших гармоник сложатся в нулевом проводе и ток через него может быть весьма ощутимым, и даже больше, чем у любого из фазных! А где большие токи — там нагрев проводника с опасностью перегореть.

Различные нормативные документы строго ограничивают величину помех и гармоник, создаваемых устройствами при работе от электросети как раз в том числе из-за этой проблемы. Но добавление фильтров, блоков корректора коэффициента мощности (PFC) и других мер делает устройства дороже. Сделанные в китае абы-как светодиодные лампочки/зарядники/блоки питания, из-за низкой цены более популярны, и это только ухудшает ситуацию с токами высших гармоник в сети.

Вторая причина протекания через нейтральный проводник тока — асимметричная нагрузка по фазам. Для иллюстрации представим что у нас многоквартирный дом с тремя подъездами, и электрики подключили каждый подъезд на одну фазу. Вверху над домом подписана суммарная мощность потребителей каждого подъезда. При такой конфигурации по нулевому проводнику будет течь уравнивающий ток около 27А.

Когда значение токов и напряжений по трем фазам начинает значительно отличаться, то это явление жаргонно называют “перекос фаз“.

А теперь представим, что нейтральный проводник не выдержал протекающего по нему тока (как было сказано выше — в некоторых старых проектах его сечение меньше фазных, так как в нормальных условиях ток через него небольшой), и перегорел. В таком случае уравнивающий ток не протекает, и напряжение получаемое потребителем каждой фазы зависит от мощности нагрузок на соседних фазах. В худшем случае оно может стать равным линейному — 400В (380В по старинке) например если у соседей включены обогреватели, а у вас только одна маленькая лампочка. Понятное дело, что электроприборы рассчитанные на 230В повышение напряжения (вплоть до 400В) воспринимают с энтузиазмом в виде дыма и других пиротехнических эффектов. В нашем примере обрыв нейтрального проводника вызовет следующие изменения напряжений в каждом из подъездов:

Теперь вы понимаете откуда взялся «скачок» напряжения. Причем такого рода аварии происходят не только в старом жилом фонде или у нерадивых УК, которые в принципе решили экономить на плановом обслуживании электрохозяйства. Такого рода аварии случаются иногда и при ошибке персонала — электричество отключили для плановых работ на подстанции, включают обратно, а лампочки как то подозрительно ярко горят и гарью начинает пахнуть…

Защита от повышенного напряжения.

Специально для защиты от таких аварийных ситуаций, когда напряжение в сети начинает превышать норму, придумали устройства под названием «Реле контроля напряжения». Это как раз то, что называется «маст хэв», поскольку окупается практически мгновенно при первой аварийной ситуации. Не смотря на простую функцию устройств на рынке представлено много и у несколько отличаются функции и подходы к реализации защиты. На фото разные варианты реле контроля напряжения, что я наскреб у себя по сусекам:

В самом простом случае это некоторый пороговый элемент: если напряжение превысило допустимое — устройство отключает нагрузку. А вот дальше есть нюансы:

Устройство не должно быть чересчур быстродействующим, так как по сети гуляют помехи, которые можно наблюдать как «иголку» амплитудой выше допустимого, но в силу очень малой ширины делающее отключение бесполезным. Для борьбы с такими помехами служат другие устройства (фильтры, УЗИП), а реле контроля напряжения на такие помехи реагировать не должно.

Устройства часто имеют регулировку пороговых значений напряжения отключения. К сожалению не везде напряжение соответствует ГОСТ, и на длинных линиях, в коллективных садах к примеру, может заметно «плавать». Поэтому жесткая привязка к допустимым отклонениям по ГОСТ будет вызывать у некоторых постоянные срабатывания, например по ночам, хотя лишние 5-10 вольт как правило к аварии не приводят.

Наличие гистерезиса и таймера повторного включения. Многие реле контроля напряжения предназначены включить всех потребителей, как только напряжение нормализовалось. Если это делать сразу, да еще без гистерезиса (тоесть разницей между порогом отключения и порогом включения), то можно получить неприятное циклическое включение-отключение. Реле будет быстро отключать нагрузку, от чего напряжение в сети изменяется (у проводов есть свое сопротивление) и реле вынуждено снова включить нагрузку, от чего напряжение снова уползает за порог и нужно опять отключать… Кроме того, например некоторые компрессоры холодильников могут не запуститься сразу после повторного включения, пока давление не выровнялось. Для них адекватной будет задержка в несколько минут!

Почему пониженное напряжение — тоже плохо

Увы пониженное напряжение тоже может закончиться бедой. Пониженное напряжение опасно для асинхронных электродвигателей. При низком напряжении пусковой момент электродвигателя снижается, ему просто не хватит сил раскрутиться с механизмом до номинальной скорости и перейти в рабочий режим. Это значит, что пусковой ток, который гораздо больше номинального будет разогревать обмотки мотора не доли секунды, а десятки секунд. Если защита двигателя не сработает должным образом, то двигатель сгорит.

Особой изюминки добавляет то, что часто единственный асинхронный электродвигатель в доме расположен в компрессоре холодильника (и кондиционера). А двигатель мало того, что работает в герметичном корпусе частично погруженный в масло, так и в качестве хладагента все чаще используется не фреон, а горючий изобутан (r600a). А что, звучит безопасно.

Остальные приборы при пониженном напряжении в сети просто работают хуже — обогреватели нагреваются меньше. Микроволновые печи перестают греть, но при этом вращая блюдо как ни в чем не бывало. Лампы накаливания светят тускло. Устройства с импульсными блоками питания — зарядники, компьютеры, светодиодные лампы и т.д. вообще не замечают низкого напряжения. То что напряжение в сети провалилось до 190В я узнал только потому, что мне пожаловались что микроволновая печь плохо греет. Светодиодные лампы, телевизор, компьютер, холодильник работали нормально.

Поэтому, если среди потребителей есть устройства с асинхронными электродвигателями, необходимо отключение как по повышенному, так и по пониженному напряжению. Если же защищается например сторожка с телевизором и обогревателем, то защита от пониженного напряжения будет избыточна, нужна защита только от повышенного напряжения.

Особые потребности трехфазных потребителей

Нельзя просто так взять и поставить три обычных реле контроля напряжения, если у вас трехфазный ввод. Три отдельных устройства вместо специализированного, трехфазного, не позволят вам реализовать две важные функции.

1.Контроль обрыва одной из фаз. Если пропустить этот момент, то трехфазным электродвигателям станет плохо, и если они не имеют своей защиты, то это чревато аварийным режимом работы.

2.Контроль последовательности фаз. Если где-то ошибется электрик и перепутает две фазы, то изменится их последовательность, а значит направление вращения всех подключенных к сети трехфазных двигателей, что опять таки может привести к механическим поломкам.

Поэтому если у вас дома/в мастерской/цеху/гараже есть потребители использующие одновременно три фазы, то и реле напряжения должно быть трехфазным.

Это так не работает

Возможно читатель, уже ознакомившийся с моим материалом про УЗИП может задастся вопросом — а может просто поставить на входе УЗИП? Ведь они предназначены как раз срабатывать при превышении номинального напряжения, при превышении напряжения они сработают, устроят короткое замыкание и отключат вводной автомат. Рассуждение не лишено логики, но так не делают — защита получается очень дорогой и одноразовой, и служить заменой реле контроля напряжения они не могут. Кроме того, ограничители импульсных перенапряжений часто делают на номинальное напряжение 400В, тоесть в нашей задаче они вообще будут бесполезны.

Также, не стоит полагаться на стабилизаторы напряжения как на защиту. К сожалению, некоторые модели стабилизаторов столь упрощены, что выполнять функцию защиты при обрыве нуля не будут, и 400В на входе их убьет столь же быстро, как и остальную бытовую технику.

Практическая реализация

Существует как минимум три варианта реализации устройств защиты от обрыва нуля.

1. Использование специализированных устройств все-в-одном. Например устройство Новатек РН-104 и Меандр УЗМ-51МД на этом фото:

Внутри устройства уже есть реле, которое своими контактами будет отключать нагрузку, поэтому никаких дополнительных манипуляций для подключения не требуется. Впрочем компактность заставляет идти на компромиссы, поэтому максимальная нагрузка по току таких устройств всё же ограничена.

2. Реле напряжения требующее отдельного контактора. На фото такое реле IEK OV-01 и контактор КМ20-11М (контактор взял для демонстрации, в реальном применении стоит взять контактор помощнее).

Преимущество тут в том, что контактор может быть большим и брутальным, чьи контакты в состоянии выносить мощные броски тока, а также в состоянии разрывать цепь при больших токах или большой индуктивной составляющей. Огромное количество импульсных блоков питания в современной технике создает весьма ощутимые токи при включении, способные сварить маленькие контакты встроенных реле. Контакторы гораздо более устойчивы к этому просто в силу размеров и создаваемых усилий.

Если вместо контактора использовать внешний электромагнитный расщепитель к автоматическому выключателю, то мы потеряем возможность включиться обратно при нормализации напряжения, но зато у нас не будет постоянно включенного (гудящего и греющегося) контактора. Возможность задать свои собственные уставки срабатывания при этом сохраняются.

Также внешний контактор можно всегда подключить и к устройствам «все-в-одном», но стоимость такого решения будет выше.

3. Аксессуары к автоматическим выключателям. На фото такой вариант, РММ47 к автоматическим выключателям IEK ВА47-29

Такая «нашлепка» на автоматический выключатель имеет рычажок, которым способна его отключить, если напряжение превысит пороговое. Автоматическое повторное включение в таком случае невозможно, но схема получается крайне простая, дешевая и сердитая, имеющая право на жизнь например в щите управления уличным освещением. Или если защиту добавить очень хочется, а места в щите осталось всего на 1 модуль.

Такие внешние расцепители есть в каталогах многих производителей модульных автоматов защиты, но чаще всего они отключают только по превышению напряжения, внимательно смотрите документацию.

4. Почти бесплатно — защита от повышенного напряжения как часть УЗДП (устройств защиты от дугового пробоя).

Многие УЗДП представленные на отечественном рынке имеют встроенную защиту — они отключаются если напряжение питания превышает порог, который как правило нерегулируемый. Такая защита удовлетворяет не всегда, но в некоторых вариантах вполне достаточна. Если из стоимости УЗДП вычесть стоимость самого простого реле контроля напряжения, то этот вид защиты становится гораздо более привлекательным.

5. Устройства в формате вилки. Такие устройства вообще не требуют вмешательства в электрохозяйство, но за раз защищают лишь одну розетку.

1. В электросетях возможна аварийная ситуация, когда из-за обрыва нейтрального проводника напряжение в розетке в квартире может случайным образом как понизиться, так и повыситься вплоть до 400В. Предотвратить такую ситуацию вы не можете.

2. Для защиты от таких ситуаций придумали реле контроля напряжения. Реле отключит всех потребителей если напряжение в сети выйдет за допустимый диапазон.

3. Если у вас есть электроприборы с асинхронными двигателями (холодильник, кондиционер и т.д.) то вам необходима защита еще и от пониженного напряжения. Для асинхронных двигателей пониженное напряжение также опасно как и повышенное.

4. Если у вас систематически пониженное/повышенное напряжение, то вам нужно тормошить электросетевую компанию, или ставить стабилизатор.

Хочу выразить благодарность @buravik72, Евгению, @ChoBolit за ценные замечания и дополнения при рецензировании черновика.

Другие посты цикла:

Для вас работает инженер Павел Серков. Мой сайт, инстаграм, телеграм, ютуб.

Черепаший календарь⁠ ⁠

Диск «плоского мира» у Терри Пратчетта не просто так путешествует по вселенной на спине огромной черепахи Атуин. Вообще, это древний миф ) этакая идея фикс плоскоземельщиков прошлого. Но как ни странно, черепаха — как основа мира, выбрана неслучайно (спойлер: не только из-за того, что она плоская и слонам удобно на ней стоять).

можно проверить на любой черепахе, не зависимо от вида (за небольшим исключением))

Что такое УЗДП (УЗИс) и с чем его едят?⁠ ⁠

Я надеюсь моя аудитория соскучилась по очередному большому материалу про электротехнику, и я наконец разродился новым постом про устройства защиты от дугового пробоя 🙂 Они же «Устройства защиты от искрения» (УЗИс) они же arc-fault detection device (AFDD), они же arc-fault circuit interrupter (AFCI)… Имен много, а суть одна: это устройство призвано отключить линию, если обнаружится дуговой пробой где-то на линии. Материал получился большой, довольно дотошный, но я его писал специально максимально понятным не технарю) Поехали!

И как Морфеус я предлагаю две пилюли — видеоверсия (35 минут) или классический лонгрид текст+картинки. В моем инстаграме опрос показал пожелания по форматам как примерно 50/50%, так что делал двойную работу, все для вашего удобства:

В этом посте будет теория. А вот тесты и сравнение моделей УЗДП я выпущу позднее.

===Маленькая горячая штучка.===

Представим, в вашей электропроводке случилось неладное — мыши погрызли изоляцию, ослабла клемма или в месте перегиба кабеля переломились жилы. Эти, как и ряд других неисправностей могут привести к дуговому пробою.

Дуговой пробой происходит, когда два проводника оказываются на очень маленьком расстоянии друг от друга, из-за чего проскакивает искра, зажигается электрическая дуга, и электрический ток течет уже по «по воздуху». Электрическая дуга очень горячая, и за мгновения может зажечь горючие материалы вокруг, обуглить изоляцию и наделать бед. Причем обугленная изоляция становится проводником, что сильно упрощает повторное зажигание дуги.

Различают параллельный и последовательный дуговой пробой. Параллельный дуговой пробой — когда дуга зажигается между проводниками L и N или L и PE, например из-за ввернутого в кабель самореза. Или например начинает пробивать испорченную изоляцию. В таком случае скорее всего параллельный дуговой пробой перерастет в короткое замыкание и сработает защита от сверхтока. Последовательный дуговой пробой, когда дуга горит в разрыве цепи последовательно с нагрузкой, самый опасный. Ни УЗО, ни автоматический выключатель при этом не сработают! Нет условий для срабатывания этих видов защиты — ток не превышен (его величину ограничивает нагрузка), дифференциального тока тоже нет. Дуга будет гореть, пока контакт случайно не восстановится или разорвется. Впрочем, наверняка вы с ней уже сталкивались — это то самое «шкворчание» плохого контакта в выключателе или розетке.

Если ваша проводка выполнена в строгом соответствии со всеми нормативами, то дуговой пробой не вызовет пожара, но породит потоки брани электрика, который будет ремонтировать розетку, где из подрозетника торчат два обугленных пенёчка проводов.

Ключевое слово здесь «если«. К сожалению, в суровой реальности может быть:

* Старая алюминиевая проводка, которая ремонтировалась не пойми как и не пойми где

* Проводка, уложенная внутри сгораемых стен

* Грызуны, сожравшие изоляцию проводов до голой меди

* Горе строители, повредившие изоляцию проводов ввернутым саморезом

* Огромное количество переносок, тройников и других электроизделий сомнительного качества, лежащих в труднодоступных местах в окружении горючих предметов

При несчастном стечении обстоятельств дуговой пробой может вызвать пожар, с жертвами.

Получается: при раздолбайском отношении к обслуживанию электрохозяйства мы можем получить явление, способное привести к пожару, и которое ни одно из используемых средств защиты обнаружить не может. Звучит неприемлемо.

===Ловим призрака за хвост.===

Инженеры до сих пор находятся в поисках надежного способа обнаружения дугового пробоя, если полистать публикации в научных журналах, то можно увидеть попытки исследователей использовать разные методики, включая модные нейронные сети. Чем лучше методика, тем выше вероятность обнаружения дугового пробоя и ниже количество ложных срабатываний.

При этом устройству в электрощите доступен всего лишь один способ обнаружения дугового пробоя — анализировать величину и форму тока, отдаваемого в нагрузку. Все производители модульных устройств защиты от дугового пробоя снимают сигнал с датчика тока, но обрабатывают данные по разному, и не раскрывают подробностей, ссылаясь на ноу-хау. Поэтому я могу лишь рассказать общие подходы, которые раскрыты в научных публикациях, а вот в охоте за подробностями придется ловить и спаивать разработчиков в пабе.

Обнаружить дуговой пробой все-таки можно из-за одной особенности — дуга зажигается не сразу. Напряжение должно вырасти до напряжения пробоя, после чего в зазоре проскакивает искра, которая ионизирует воздух и позволяет устойчиво загореться электрической дуге. А так как у нас в сети переменный ток, и ток меняет направление 50 раз в секунду, переходя через нулевое значение, то дуга загорается и гаснет 100 раз в секунду, приводя к специфическим искажениям!

Покажу на примерах, для чего я сделал небольшой стенд. Ток в цепи я измеряю трансформатором тока (голубая линия), напряжение — через делитель (желтая линия), масштаб в данном случае не важен. Почти идеальная нагрузка — тепловентилятор:

Все просто — растет напряжение в линии — пропорционально растет ток. Напряжение падает — ток в цепи падает. Обратите внимание в месте перехода напряжения через ноль — ток растет сразу. А вот так выглядит ток в той же цепи, если я развожу контакты и вызываю дуговой пробой последовательно в цепи. Появляется ступенька — ток появляется только после того, как напряжение достигнет напряжения пробоя зазора между проводниками:

Можно подумать, что достаточно просто следить за тем, есть ли ступенька в потреблении тока при переходе напряжения через ноль. Но увы, этот способ не работает, поскольку такая ступенька появляется у многих видов нагрузки. Например если если у устройства есть регулировка мощности тиристорным регулятором, который такую ступеньку создает, и меняя ее ширину регулирует мощность в нагрузке. Вот просто посмотрите, как выглядит график тока у пылесоса с регулятором мощности:

Кроме того, идеальный случай, когда в линии всего одна нагрузка, встречается редко. Чаще на линии несколько потребителей, и их токи суммируются. В итоге график начинает выглядеть совершенно ненаглядно. На графике ниже четыре потребителя (обогреватель 1кВт, электрочайник 2 кВт, пылесос с регулятором на половинной мощности (примерно 800 Вт) и мощный импульсный блок питания нагруженный на балласт (примерно 180 Вт)). Слева нет дугового пробоя, а справа последовательный дуговой пробой обогревателя на 1 кВт, тоесть ток дуги составляет только четверть от всего тока потребления:

Что делать? Посмотрим внимательно на график с искрением — скорость нарастания тока в цепи после пробоя огромная, ступенька практически вертикальная! А значит нам нужно смотреть не на появление ступеньки, а на ее отвесность. Проще всего это сделать анализируя спектр сигнала, чем отвеснее ступенька, тем шире ее спектр. Наглядно я изобразил на этой картинке:

В результате принцип работы защиты прост — постоянно анализируем спектр сигнала с датчика тока. Если вдруг он резко изменяется — определяем как он изменился. Если наблюдаем подъем в высокочастотной части спектра — значит это дуговой пробой и отключаем нагрузку. Правда в реальности есть нюансы.

===Ложные срабатывания и шапка невидимка===

Ложные срабатывания — головная боль разработчиков УЗДП. В электросети творится полная анархия — каждая нагрузка потребляет ток как хочет, некачественные устройства еще активно создают помехи.

Вот например посмотрите как выглядит ток, когда я просто включил шлифмашинку с умирающим двигателем:

А вот так выглядит ток сварочного аппарата (я взял обычный трансформатор и варил скрутку угольным электродом):

При этом формально устройство не должно сработать — дугового пробоя нет. А теперь представьте, что у вас таких устройств на одной линии с десяток — их токи сложатся, шумы просуммируются, а разработчик роскомнадзорнется от безнадеги.

Получается довольно нетривиальная задача — с одной стороны нужно повышать чувствительность, а с другой стороны не допускать ложные срабатывания. Поэтому разработчики не спешат раскрывать свои хитрые алгоритмы. Единственное описание алгоритма работы я нашел тут.

И тут важно отметить: Ни одно УЗДП не застраховано от ложных срабатываний! Более того, из всех устройств защиты, УЗДП наверное единственное, которое может дать ложное срабатывание в исправном состоянии. Это важно помнить при проектировании! (но об этом ближе к концу). Например найдется гад, вроде меня, который откопает старую советскую лампу УФО-Б (ртутная дуговая лампа высокого давления с резисторным балластом) и включит ее в сеть, При розжиге график потребления тока выглядит так:

У нее и происходит дуговой пробой на поджигающем электроде, и лампа вызывала ложное срабатывание при каждом включении! Такие проблемные устройства отыскать было трудно, но у меня получилось. В процессе тестов УЗДП я пробовал разные виды нагрузок и нашел свой криптонит на каждую модель УЗДП. Впрочем, подавляющее большинство бытовых устройств проблем не вызывает.

Любое государство не терпит анархии, поэтому с ней борется. Во многих странах есть требования по электромагнитной совместимости для устройств — они не должны мешать работе других устройств в электросети. Поэтому мощность и спектр помех, которые могут просачиваться с устройства обратно в сеть ограничивается. Следствием этого стала установка фильтров в устройства. Фильтр ослабляет высокочастотные помехи, которые генерирует устройство. Например любой импульсный блок питания имеет в своей схеме такой фильтр, вот я взял первую попавшуюся схему блока питания Meanwell (нравятся они мне) и обвел рамкой фильтр:

Сетевой фильтр является шапкой-невидимкой: всё что происходит за ним, становится невидимым для УЗДП. Технически кроме дросселей или емкостей можно использовать разделительный трансформатор. По этой причине мой эрзац-сварочный аппарат для сварки скруток не вызывал ложных срабатываний — дуговой пробой был во вторичной обмотке, поэтому трансформатор работал как фильтр. Добавление простого фильтра (вырванного из микроволновки) в виде синфазного дросселя полностью устранило проблему ложного срабатывания с лампой УФО-Б которое я описал выше.

Отсюда следует, что вероятность ложных срабатываний резко возрастает, если в сеть включается устройство, у которого:

1. Нет таких фильтров, просто потому что оно старое. Например 1960х годов, когда требования были попроще

2. Фильтры есть, но не эффективны из-за кривой схемотехники или экономии. Этим часто грешат noname устройства, где для экономии выбрасывается всё, что отвечает за качество или безопасность. Хороший фильтр тяжел, так как требует много меди и железа.

Выходит, что качественные, соответствующие современным требованиям электроустройства для УЗДП проблем доставлять не должны. А если у вас есть одно такое проблемное устройство (например любимая электробритва дедушки), то его можно «скрыть» от УЗДП шапкой-невидимкой в виде дополнительного сетевого фильтра. Специализированные фильтры в виде радиодеталей можно посмотреть тут: ( https://www.promelec.ru/catalog/409/455/494/ ) хотя, я надеюсь, у производителей УЗДП появится такое изделие как опция.

И я думаю многих беспокоит вопрос — а не срабатывает ли УЗДП на сварку? — нет, я опробовал несколько инверторных сварочных аппаратов — всё порядке.

===Из крайности в крайность.===

Противоположной проблемой является потеря чувствительности на длинных линиях. Любой кусок проводника обладает собственной индуктивностью и распределенной емкостью. Если у нас есть длинная линия, то вот как будет отличаться:

Длинная линия сама начинает работать как сетевой фильтр, и высокочастотная часть спектра затухает тем сильнее, чем длиннее линия. Поэтому есть некая предельная дальность, на которой УЗДП способно обнаружить дуговой пробой. Только у одного производителя УЗДП есть в комплекте имитатор, который позволяет не только проверить исправность УЗДП, но и определить, не потеряло ли оно чувствительность из-за длинной линии. Поэтому УЗДП может не сработать из-за искрения в будке охраны, от которой до щита с устройствами защиты пару сотен метров кабеля. Как правило, на линиях короче 100 м проблем не возникает.

===Почему только сейчас?===

Если предохранители известны более сотни лет, автоматические выключатели примерно столько же, УЗО — полсотни лет, то УЗДП появились совсем недавно — уже в конце XX века. А всё потому, что без электроники обнаружение дугового пробоя сделать невозможно. А относительно дешевые микроконтроллеры, на которых можно реализовать цифровую обработку сигналов появились совсем недавно. Вот и получается, что только сейчас стало возможным не только технически реализовать такой вид защиты, но и сделать это по цене, доступной частным лицам.

Законодательство тоже активно меняется — новое устройство вносят в различные правила и нормы, делая обязательным к применению в некоторых задачах. Не хочется ссылаться на различные постановления (потом замучаюсь бегать и вносить правки при очередном изменении), но у нас в стране УЗДП начали легализироваться с ГОСТ IEC 62606-2016, который является переводом стандарта МЭК. Собственно стандарт не только определяет требуемые характеристики УЗДП и методику тестирования, но наконец определил само название этого типа устройств — УЗДП.

===Куда включать?===

УЗДП не самостоятельное устройство — обычно оно требует отдельного автоматического выключателя. Производители, в погоне за нашими кошельками и компактностью могут совмещать УЗДП с автоматическим выключателем — такой гибрид уже можно использовать самостоятельно. При использовании нескольких типов устройств защиты, последовательность соединения роли не играет. Можно ставить УЗДП как до УЗО, так и после.

Обратите внимание, у некоторых моделей УЗДП ввод сделан СНИЗУ, причем это не придурь разработчиков, и встречается и у именитых западных производителей. Я уверен, конструкторы до последнего старались сделать все как все привыкли, но что-то помешало.

Типовая схема включения УЗДП:

Учитывая ненулевую вероятность ложных срабатываний, имеет смысл использовать несколько УЗДП и разделить линии по типу нагрузки — условно стационарные и переменные. В стационарные включить потребители, профиль потребления тока которых не меняется годами — насосы циркуляции, холодильники, вентиляция и т.п. Внезапное срабатывание УЗДП на такой группе скорее всего будет сигнализировать о реальной проблеме. В переменные стоит отнести все розетки, в которые втыкают постоянно что попало — блендеры, чайники, пылесосы, освещение и т.п. Срабатывание УЗДП на этой линии должно настораживать, но его значительно проще связать с новым прибором в сети.

В идеальном мире, конечно же, каждой линии свой автомат и УЗДП, но учитывая цены и средние зарплаты — это мечта. Но одно УЗДП на целый частный дом — может создать много проблем, как в случае его срабатывания искать место проблемы? Поэтому хоть какое-то разделение на группы стоит предусмотреть.

Отдельной осторожности требует использование УЗДП на линиях с важными нагрузками, отключение которых может наделать бед не меньших, чем дуговой пробой. Циркуляционные насосы, сетевые коммутаторы и т.п. Более того, в стандартах явно запрещают использовать УЗДП для некоторых потребителей — например с аппаратами искусственной вентиляции легких.

===Искрит у соседа, а отключается у меня.===

К сожалению, такое возможно с некачественными УЗДП. Хоть УЗДП анализирует ток нагрузки, и казалось бы оно должно быть слепо к всему, что происходит до него. Но линии электропередач неидеальный источник тока, и обладают внутренним сопротивлением. Поэтому на длинных линиях искрение мощной нагрузки вызовет заметные колебания напряжения питания, что в свою очередь вызовет колебания тока потребления (весьма солидные, если нагрузка нелинейная). Это называется перекрестными помехами. Разработчики принимают меры, и различными приемами снижают чувствительность к перекрестным помехам с переменным успехом.

===Оно сработало — дальше что?===

Наверное самый интересный вопрос. Я уверен, при срабатывании защиты большинство просто пойдет и включит все обратно, не попытавшись разобраться в причинах. Но мы же не такие?)

Если сработало УЗДП — значит была причина, и желательно попытаться её найти. Задача упрощается, если при включении УЗДП снова отключится — значит проблема устойчивая — используя автоматические выключатели (теперь вы понимаете, что чем более развитое деление на группы — тем проще искать проблему?) последовательно включаем группы. Если при подключении очередной группы, например «гараж», УЗДП снова срабатывает — начинаем искать проблему уже там. Поиск неисправности может быть нудным, но в общем то он ничем не отличается от поиска причин срабатывания любого другого устройства защиты, например УЗО.

Если при включении УЗДП повторного отключения не происходит — достаточно провести профилактический осмотр — все ли розетки целы — нет ли оплавлений и потемнений на пластике. Можно включить напряжение обратно и внимательно послушать — плохой контакт иногда слышно по характерному «шкворчанию». Проведите осмотр гибких шнуров и переносок на предмет повреждений. При перегибании сетевого шнура у мест креплений ничего не должно меняться.

Теперь очевидно: чем более развитое деление на группы потребителей — тем меньше работы по локализации проблемы. Одно дело проводить осмотре ВСЕЙ электрики дома, так как УЗДП одно, и другое дело проводить осмотр детской комнаты, если сработало УЗДП на детскую.

===Еще функции, причем бесплатно.===

Если УЗДП имеет в своем составе довольно продвинутые электронные «мозги» для выполнения основной функции, то почему бы не добавить еще функций с минимальными изменениями железа? Почти все УЗДП в моем тесте имеют функцию защиты от превышения напряжения — если напряжение в сети повысится выше нормативного, например из-за отвалившегося «нуля» прилетело не 230В а все 400В, то УЗДП также штатно отключится. Увы, когда напряжение придет в норму — оно обратно не включится из-за механизма свободного расцепления. Таким образом использование некоторых моделей УЗДП позволяет получить дополнительную защиту от обрыва нуля практически даром. (Оговорки: автоматического повторного включения не предусмотрено — когда напряжение нормализуется автоматически ничего не включится. Защиты от пониженного напряжения тоже нет у многих моделей УЗДП.)

===Оно еще и самотестируется?!===

Да, если присмотреться к расшифровке показаний индикаторов на фасаде УЗДП, то можно увидеть вариант «УЗДП неисправно». Устройство содержит в своем составе дополнительные цепи, позволяющие самому себе на вход подать образцовый сигнал и удостовериться, что сигнал воспринимается как положено. При этом проверяется исправность аналоговой части прибора, но не проверяется например исправность механизма расцепления (это бы привело к самоотключению, что непростительно).

Тоесть УЗДП способно самостоятельно определить некоторые виды неисправностей себя, и оповестить о своей нефункциональности. Когда пользователь будет проводить регулярную проверку УЗО (помните про кнопочку «тест» на УЗО?) — заметит проблему и заменит УЗДП.

Для объективности стоит сказать, что у повсеместного использования УЗДП есть и критики. Наиболее весомым является аргумент, что роль дугового пробоя как первопричины пожара неоднозначна, при нагреве проводников от перегрузки по току, дуговой пробой образуется на поздних стадиях плавления токопроводящей жилы, когда изоляция от нагрева во всю уже дымится и стекает. И срабатывание УЗДП в таком случае уже пожар может не предотвратить. И открытый вопрос — что является причиной пожара — возгорание от перегрузки (которое должны предотвратить автоматический выключатели и предохранители), или все-таки дуговой пробой. Тут я оставлю ссылку на заслуживающий внимания канал инженера-испытателя Владимира Семеновича Мельникова, как критика УЗДП, в частности вот это видео.

Мое личное мнение иллюстрируется фразой «Если вы пытаетесь автоматизировать бардак — вы получаете автоматизированный бардак» — если электрохозяйство довели до состояния, когда провода вываливаются из клемм — то УЗДП не станет панацеей (хотя наверняка будет постоянно срабатывать и нервировать электриков, и возможно заставит найти проблемные места). Хотя многие уже привычные нам меры безопасности, вроде ремней в автомобиле, тоже внедрялись со скрипом и находили своих критиков, весьма убедительно высказывавшихся в ненужности и избыточности таких мер🙂 Если повсеместное внедрение УЗО объективно снизило количество смертей от поражения электрическим током, будем надеяться широкое внедрение УЗДП как-то уменьшит статистику пожаров по причине неисправности электропроводки.

Впрочем, личное мнение какого-то автора в интернете не отменяет нормативных требований.

===Битва двух пяти ёкодзун===

Выход этого поста задерживался потому, что изначально я хотел протестировать одно УЗДП, потом два. В общем — я связался со всеми производителями УЗДП в России, и по моей просьбе мне прислали экземпляры устройств, в т.ч. совсем новых, которые еще не появились в широкой продаже. (Сразу хочу отметить — я не продаю и не занимаюсь производством электротехники, так что конфликта интересов нет. Устройства по моей просьбе прислали без каких-либо условий или финансовых отношений, за что всем производителям искреннее спасибо.) Так что я пощупал ВСЕ устройства, что разрабатываются и производятся в РФ. Ну и одно китайское, которое тоже продается у нас. Вот они все на одном фото:

К сожалению устройства Астро-УЗО Ф-9311 и Ф-9312 так и не были запущены в серийное производство.

Но тест и обзор я вынесу и опубликую отдельно, иначе материал получится совсем уж большим. (Спойлер: не все УЗДП одинаково хороши)

1. УЗДП требует определенного уровня квалификации обслуживающего персонала. Если это будет электрик Петрович, который на вызов «отключилось пол квартиры» придёт и просто включит УЗДП со словами — «А так вот оно отключилось. Я все включил — все заработало» без поиска причины его сработки и профилактического осмотра — то толку от него мало. Это как загоревшуюся в машине лампу «проверьте двигатель (check engine)» просто сбрасывать без визита в сервис, может пронесет, а может нет.

2. УЗДП это вид защиты для которого ложное срабатывание — случай редкий, но возможный, поэтому нужно ставить его с умом. Например разделить группы устройств которые работают постоянно, и которые меняются, и завести на разные УЗДП. Чтобы включение в розетку устройства, вызывающее ложное срабатывание, не отключало насосы циркуляции котла, к примеру.

3. Чем лучше продумано деление нагрузок на группы, тем проще будет искать неисправность, при срабатывании УЗДП. Впрочем то же относится к поиску причины срабатывания автоматического выключателя или УЗО.

4. УЗДП чувствителен к длине линии и количеству приборов. Поэтому установка одного УЗДП на целый дом не только путь к ложным срабатываниям, но и делает поиск неисправности крайне затруднительным. Целесообразнее устанавливать УЗДП на определенную ветку, например на помещение.

5. УЗДП часто обеспечивает защиту от превышения напряжения (обрыв нуля), что позволяет сэкономить. (Но по ГОСТу у устройства защиты предусмотрен механизм свободного расцепления, поэтому обратно после нормализации напряжения он не включится)

6. УЗДП самый спорный вид защиты, но это единственный вид защиты, способный обнаружить и отключить линию при последовательном дуговом пробое, что уже не нормальный режим работы.

7. УЗДП не панацея, и не заменит собой других устройств защиты (таких как линейный тепловой извещатель или например термохромные наклейки), но имеет право на жизнь как дополнительная мера защиты.

8. УЗДП будет наиболее полезен при использовании со старыми электросетями, нежели с новыми, где все новенькое и сделано по более жестким, современным требованиям.

Хочу сказать спасибо специалистам, участвовавшим в рецензировании материала: Денису, Степану, Юрию, @ChoBolit, Сергею.

Пользуясь случаем прошу откликнуться специалистов по полиэтилену/полипропилену, с доступом к оборудованию, с возможностью найти d2w и подобные добавки в образцах — есть одна гипотеза и куча образцов. Сергей К., если вы читаете это — не получается связаться с вами через почту.

Для вас работает инженер Павел Серков. Мой сайт, инстаграм, телеграм и с недавних пор ютуб.

Защита от гнева богов. Устройства защиты от импульсных перенапряжений⁠ ⁠

Продолжаем тему электроликбеза про устройства защиты, и этот пост — знакомство с устройствами защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). Это устройства для вашего электрощита, призванные бороться с кратковременными всплесками напряжения, например из-за грозы. Текст рассчитан для нетехнарей, так что добро пожаловать)

У поста есть видеоверсия для тех, кто любит слушать:

Начнем с того, что знают сегодня даже дети — молния представляет собой разряд электричества, иногда ударяет в рукотворные объекты и способна испортить технику. Хоть это предложение и звучит по детски, но человечеству понадобились века, для понимания таких простых и очевидных сегодня вещей. Знание о природе и характеристиках разряда не далось человечеству без жертв, помянем Георга Вильгельма Рихмана.

Первыми регулярный ущерб, от удара молниями, стали испытывать связисты — телеграфные линии, растянутые по полям на столбах, регулярно приносили к дорогому и нежному оборудованию станций кратковременные всплески высокого напряжения. Причем не только от ударов молнии в сами провода, но даже от ударов молний неподалеку от линий! И уже тогда пришлось изобретать способы защиты оборудования от этих всплесков. Когда, спустя десятилетия свои провода стали растягивать на столбах уже энергетики, для только появившегося электрического освещения, некоторые наработки телеграфистов пригодились.

Стоит сказать, что для современной техники молния уже не является чем то запредельно мощным и умопомрачительным. Если взять все эти миллионы вольт и сотни тысяч ампер, умножить на время — мы получим энергию разряда, а это всего порядка 1 ГДж энергии. Если перевести в привычные кВт*ч, то это всего 277 кВт*ч, можно даже посчитать стоимость одного разряда молнии. Проблема лишь в том, что это количество энергии выделяется за доли секунды, что порождает проблемы, с которыми и борются разными техническими приемами.

Что происходит при ударе молнии в линию электропередач? Энергия молнии растекается по проводникам в поисках пути ухода в землю. Это вызывает рост напряжения до огромных величин, из-за чего изоляция не выдерживает, и ее пробивает. В тех местах, где протекал разряд, повреждения оставляет как нагрев, так и электромагнитные силы. И про электромагнитные силы хочу отметить особо: из-за очень большой скорости нарастания тока при ударе молнии, даже разряд в непосредственной близости, наводит токи в окружающих проводниках. Поэтому даже, если молния ударила в молниеотвод на крыше и ушла по металлоконструкциям в землю, на проводах внутри здания могут появиться всплески напряжения опасной величины. Поэтому защита строится не только от прямых попаданий молнией, но и от различных наведенных ею явлений.

Вопрос защиты от атмосферного электричества и от импульсных перенапряжений достаточно обширен, поэтому пост рассчитан дать лишь крайне поверхностное представление и не претендует на полноту. Для более полного и глубокого изучения темы в конце есть ссылки на дополнительные материалы. Если сформулировать кратко физический смысл устройств защиты — их задача сбросить в заземление всю энергию, наведенную в линиях молнией, не допуская чрезмерного роста напряжения. Эти устройства назвали УЗИП — устройства защиты от импульсных перенапряжений.

Акт первый. Приманиваем молнию и отправляем ее в землю.

Про громоотводы (они же молниеотводы, и они же молниеприёмники) наверняка слышали и видели все:

Это не обязательно торчащий в небо шпиль, у линий электропередач он выполнен в виде грозозащитного троса, который выше всех и не имеет изоляторов:

Принцип простой — это проводник, электрически соединенный с землей, и размещенный как можно выше. Если на данном участке создадутся условия для удара молнией, то наиболее вероятно (но не 100% гарантированно!) разряд произойдет именно в заземленный проводник, а не в окружающие объекты. Сечение проводника выбирается достаточным, чтобы провести разряд к заземлению без повреждений. Громоотвод выполняет собой роль «зонтика» принимая всю стихию на себя. Аналогия с зонтиком становится еще более явной, если посмотреть на формулы расчета радиуса защищаемой громоотводом площади — она тем больше, чем выше громоотвод. Стоит отметить, что существует несколько методик определения защищаемой молниеотводом области, и даже среди специалистов по молниезащиты нет единогласного мнения, какая методика точнее. Например фото из энциклопедии Британника показывает два подхода к расчету защищаемой области — конус по высоте молниеотвода и метод катящейся сферы.

Громоотвод оказался чертовски важен для использования в деревянных домах. Если раньше удар молнии в крышу мог устроить пожар (энергия разряда на пути в землю частично превращалась в тепло, поджигавшее все вокруг), то перенаправление разряда по металлическому штырю в землю спасало от таких страшных последствий. И если присмотреться — то все современные здания и строения имеют на крыше громоотвод. А особо важные объекты вообще могут иметь довольно сложные конструкции громоотводов. В тех местах, где надлежащее заземление сделать трудно (на скале, песках) молниезащита становится совсем нетривиальной задачей. Так выглядят громоотводы на газовой станции в Нигерии:

Но, если бы способ работал без нареканий, то текст бы оборвался на этом месте. Он и обрывался, до появления чувствительной и нежной аппаратуры.

Акт второй. Минимолнии.

Не все высоко поднятые проводники могут быть заземлены, для успешного перенаправления энергии разряда в землю. Например антенны — она должна быть высоко и заземлять ее нельзя, иначе она перестанет принимать сигналы. А можно ли сделать устройство, которое бы соединяло бы например антенну с землей только в момент удара молнии, и при этом не оказывала влияния в остальное время?

Можно, и устройство это называется искровой разрядник. Вот пример разрядника для электрооборудования конца 19 века:

Идея защиты проста — между защищаемым проводником и заземлением в разряднике создается минимально допустимый зазор так, чтобы при нормальной работе напряжение не превышало напряжение пробоя зазора. Если в защищаемой линии по какой то причине напряжение возрастет (из-за удара молнии или из-за всплесков от работы электрооборудования) то в зазоре происходит электрический пробой — зажигается электрическая дуга, которая из-за ионизации газа неплохо проводит ток. Именно эта дуга обеспечивает временное электрическое соединение с землей, и гаснет, если напряжение понизилось ниже напряжения гашения дуги.

Но есть две проблемы. Первая — малопредсказуемое напряжение пробоя разрядника — изменение температуры, влажности воздуха — и напряжение изменилось. Немного коррозии — напряжение изменилось. Кривые ручки регулировщика — очень сильно изменилось. Второй недостаток — более фундаментальный — напряжение при котором происходит пробой, и напряжение, при котором дуга гаснет отличаются. Причем напряжение зажигания дуги еще зависит от скорости нарастания напряжения. График на картинке как раз показывает «горб» — пока разрядник не сработал напряжение успевает вырасти, затем зажигается дуга и напряжение падает. Пунктиром показан график напряжения при защите варистором.

Если первый недостаток получилось побороть, заключив разрядник в герметичную колбу, заполненную заранее приготовленной смесью газов, то со вторым ничего поделать не получилось. Да, разными ухищрениями можно уменьшить разницу между напряжением пробоя и напряжением, когда дуга гаснет, но не радикально. Причем напряжение гашения должно быть ВЫШЕ напряжения источника питания (*с оговорками). Иначе может получиться неприятная ситуация, когда разряд молнии пробил разрядник и ушел в землю, но дуге погаснуть уже не даст генератор, питающий линию. И дуга в разряднике будет гореть пока кто-то из них не сломается. Вот пример разрядника РБ-5, отечественного производства из аппаратуры связи — колба герметична и заполнена инертным газом:

В принципе, до широкого распространения полупроводниковых приборов (где-то до середины 60х) защита в виде разрядников всех устраивала. При должном запасе прочности изоляции, кратковременный всплеск напряжения на пару кВ (пока не сработает разрядник) большинство аппаратуры могло вынести. Но потом в широкий обиход вошли полупроводниковые устройства, для которых даже небольшое кратковременное повышение напряжения означало смерть.

Разрядники применяются до сих пор и очень широко. Причем разрядники выпускаются огромным ассортиментом на все случаи жизни, от маленьких для защиты линий связи до огромных для зашиты линий электропередач. Вот например как выглядит разрядники в плате мини-АТС (цилиндрические с брендом производителя EPCOS), для защиты от импульсов высокого напряжения, которые могут оказаться в телефонной линии:

Акт третий. Полупроводники защищают полупроводники.

На замену разрядникам в деле защиты линий (причем не только линий электропередач, но и например линий связи, но пост в основном посвящен линиям электропередач напряжением 220-230В) пришли варисторы. Это особый тип резисторов, сопротивление которых зависит от приложенного напряжения. Вот так выглядит их Вольт-амперная характеристика, которая показывает связь тока через прибор и приложенного напряжения:

То есть они ведут себя примерно как разрядники. Если напряжение ниже порогового — то их сопротивление велико, есть только мизерный ток утечки. Если напряжение превышает пороговое, то варистор довольно сильно меняет свое сопротивление, начиная хорошо проводить ток. Но, в отличии от разрядника, возвращается в исходное состояние с высоким сопротивлением, стоит лишь напряжению опуститься ниже порогового. В итоге напряжение на контактах варистора получается относительно стабильным, повышение напряжения он скомпенсирует увеличением тока через себя, что не даст напряжению расти.

Чисто технически, варистор представляет собой таблетку спеченной керамики из вещества, которое обладает свойством полупроводника, например гранул оксида цинка в матрице из смеси оксидов металлов, поэтому его и называют MOV — Metal Oxide Varistor. Гранулы создают огромное количество pn переходов, проводящих ток в одном направлении. Но так как их образуется много и в случайном порядке, для выпрямления тока они бесполезны. Но свойство устраивать электрический пробой при превышении определенного напряжения (а электрический пробой pn перехода обратим), оказалось очень кстати. Регулируя толщину таблетки, можно добиться достаточно стабильного порогового напряжения при производстве. А увеличивая объем шайбы, можно увеличить максимальную энергию импульса, который способен поглотить варистор.

Варистор получился не идеальным, поэтому он не заменил, а лишь дополнил разрядники. За огромный плюс — отсутствие разницы между напряжением пробоя и напряжением восстановления, варисторам прощают токи утечки, ограниченный ресурс (после некоторого количества срабатываний может потерять характеристики), большой габарит при скромных допустимых энергиях разряда. Включенный в линию варистор будет гасить всплески напряжения примерно таким образом:

Так как варистор может со временем прийти в негодность, и например начать проводить ток, когда не требуется, устраивая короткое замыкание, необходимо предусматривать защиту от короткого замыкания. Большие могучие варисторы на DIN рейку, для защиты силовых линий, часто содержат в себе встроенную защиту. Вот например так выглядит начинка варистора в щиток от IEK:

Видно саму таблетку варистора (синего цвета). К ней присоединены электроды и подпружиненный флажок опирается на электрод, припаянный легкоплавким припоем… Если варистор нагревается свыше разумного (не важно, от пришедшего импульса с молнии, или по причине деградации) то припой плавится, электрод отсоединяется, разрывая цепь, и пружина опускает флажок, показывает неисправность варистора. Если защиты не предусмотреть, неконтролируемый нагрев варистора может устроить пожарчик.

Варисторы небольших размеров можно встретить во множестве электронных устройств, для защиты от случайно пришедших по сети всплесков высокого напряжения. В большинстве удлинителей, именующих себя «сетевыми фильтрами» вся фильтрация сводится к наличию пары варисторов внутри. Вот на фото можно разглядеть варисторы (синего цвета) в разных удлинителях:

Акт четвертый. Защита для самых нежных.

Этот раздел я включил полноты ради.

Помимо варисторов и разрядников есть еще устройства защиты — полупроводниковые супрессоры (TVS-transient voltage suppressor), они же TVS-диоды, они же полупроводниковые ограничители напряжения. Это специально спроектированные диоды, которые работают на обратной ветви вольт-амперной характеристики (да, той самой, где происходит обратимый электрический пробой у варисторов). Физически они выполняют ту же самую функцию, что и остальные устройства защиты — не проводят ток, если напряжение в норме и начинают проводить ток, если напряжение почему-то превысило допустимое значение, тем самым выполняя роль ограничителя. На фото довольно крупный экземпляр, они бывают совсем миниатюрные:

Полупроводниковые ограничители напряжения почти прекрасны всем, кроме одного — величина энергии импульса, который они способны ограничить, поглотив излишки, очень мала. Создание на их базе защиты, способной хоть как то сравниться по характеристикам с разрядниками или варисторами будет слишком дорогой. Поэтому они нашли применение там, где нужна компактная защита самой нежной и чувствительной электроники от небольших по мощности всплесков, например от статического электричества. Будьте уверены — в вашем телефоне все контакты, что ведут внутрь (USB, наушники) защищены маленькими TVS диодами, которые не позволят напряжению на этих контактах повыситься выше 5 В, даже если вы случайно «щелкните» по ним электричеством снимая свитер.

Если хочется узнать поподробнее про полупроводниковые ограничители напряжения, это можно сделать тут, и тут. Но, если вы не разработчик электроники, то врядли вы будете как-то взаимодействовать с этими устройствами защиты.

Акт пятый. Концепция зональной защиты.

А можно поставить в электрощиток на вводе в дом универсальное устройство защиты от импульсных перенапряжений, и не знать проблем? К сожалению — нет. Хотя бы потому что даже если вы подавили все нежелательные всплески на входе в дом, можно повторно словить их проводкой внутри здания, например когда ток разряда молнии будет следовать от громоотвода в землю где-то за стенкой — электромагнитное поле столь мощное, что в любом проводнике наведет импульс тока. Или например, что в сеть импульс повторно проникнет через телефонный аппарат, придя по телефонной линии. Поэтому процесс построения защиты усложняется — нужно анализировать все пути проникновения электромагнитного импульса от молнии внутрь защищаемого объекта.

Чтобы не ставить на каждое устройство полный комплект устройств для защиты от прямого попадания молнией (было бы слишком дорого), придумали концепцию зональной защиты, и соответствующих классов устройств. Объект, электрическая начинка которого защищается от повреждения молнией, разделяется на зоны, согласно степени воздействия молнией. Все линии (силовые, связи), переходящие из зоны в зону, на границе зон оснащаются устройствами защиты. Проще понять это на абстрактном примере дома:

(LPZ — lightning protection zone — зона защиты от молнии)

Зона 0а — это зона, куда непосредственно может ударить молния. В проводнике может оказаться полный ток молнии

Зона 0b — это зона, куда молния напрямую уже не ударит, но в проводнике может оказаться частичный ток молнии — как из-за электромагнитного поля, так и просто из-за пробоя изоляции.

Зона 1 — Это зона, где может появиться наведенный молнией ток.

Зона 2,3,4 и т.д. — зона, где наведенный молнией ток ослаблен и меньше, чем в вышестоящей зоне. Зон может быть сколь угодно много, как в матрешке.

То есть понятно — при переходе из зоны в зону, электромагнитный импульс молнии ослабевает, в том числе из-за устройств защиты на границах зон, и за счет экранирования и ослабления в пространстве. Например бетонная стенка с заземленной арматурой внутри может служить таким экраном. Зоны обычно разделяются по естественным препятствиям — стена, корпус шкафа, корпус прибора и т.д.

И вот для удобства, устройства защиты разделили на классы. И когда понятно деление на зоны — достаточно взять из каталога устройство соответствующего класса.

Класс I (B)- это устройства способные выдержать частичный ток молнии (зона 0), и предназначены для установки на вводном щите. (где зона 0 переходит в зону 1)

Класс II ©- это устройства способные выдержать меньший ток, чем устройство класса I, но они дешевле и напряжение, до которого они срежут импульс меньше. Предназначены для установки на распределительном щите. (Как раз где зона 1 переходит в зону 2)

Класс III- (D)Это устройства способные выдержать импульс еще меньшей величины, чем класс II, но зато срезающие импульс почти полностью. И предназначены для установки уже на щит конечного потребителя. Многие грамотно спроектированные устройства имеют подобную защиту уже внутри себя.

Почему бы не ставить везде устройства защиты класса I? А просто потому что установка устройства класса I там, где с лихвой хватит класса III, например у конечного потребителя — неоправданный перерасход бюджета. Это как строить полностью укомплектованную пожарную часть там, где достаточно поставить огнетушитель. Кроме того, чем брутальнее и мощнее устройство защиты, тем больше величина напряжения импульса, который просачивается через нее в потребителя. (тем выше напряжение ограничения, см картинку выше)

Но если хочется всё и сразу, существуют комбинированные устройства, например Класс I+II которые соответствуют параметрам сразу нескольких классов, но за такую универсальность производитель попросит дополнительных денег.

Акт шестой. Стандартная молния.

Каждый удар молнии уникален по своим характеристикам. Но устройства защиты нужно как то тестировать, сравнивать, разрабатывать, поэтому пришлось договариваться о некоторых характеристиках электромагнитного импульса, который наводит молния. Поэтому на лицевой панели устройств защиты, а также в документации можно увидеть: (поглядите маркировку на распиленном УЗИПе от IEK на фото выше)

Пиковое значение тока, который проходит через прибор без его повреждения, в тысячах ампер (кА). Например 50 кА — означает, что пиковый ток в импульсе достигает 50 000 Ампер.

Запись о длительности импульса, в микросекундах. Она указывается через дробь. Например 10/350 означает, что импульс нарастает до максимального значения тока за 10 микросекунд, а потом плавно спадает до нуля за 350 микросекунд. Или например 8/20. (10/350 — длинный и мощный импульс, характерный для прямого попадания разрядом, а 8/20 — короткий, более характерный наведенному от молнии неподалеку)

Рабочее напряжение. Это нормальное напряжение в линии, к которой подключается защита.

Напряжение ограничения, в вольтах. Это величина остаточного напряжения импульса на клеммах устройства (позже укажу почему это важно), до которого устройство защиты сможет его уменьшить.

Класс устройства (см. часть про зональную концепцию).

Стоит отметить, что даже многолетняя собранная статистика не исключает, что конкретно вы не согрешили настолько, что по вам ударит аномально мощная молния, но вероятность этого весьма низкая. (Например МЭК 62305-1 считает, что даже по самым отъявленным грешникам молнии с зарядом более 300 Кл выпускаются менее чем в 1% случаев.)

Вот прекрасная в своей наглядности иллюстрация из руководства OBO BETTERMANN, где иллюстрируется статистика разрядов молний по току, и как разные уровни защит от молний (LPL) их покрывают:

Так как процесс предсказания тока у молнии, которая ударит в объект в будущем сродни процессу предсказания курса биткоина (то есть гадание), и придумали разные уровни защит от молний, и картинка выше наглядно показывает как они соотносятся. Необходимый уровень защиты выбирается согласно оценке рисков ущерба от попадания молнии.

Акт седьмой. Портим всё забыв про мелочи.

Описанное выше актуально для сферического коня в вакууме. В реальной жизни есть огромное количество тонкостей, которые опускаются для упрощения, но рано или поздно дадут о себе знать. Вот примеры некоторых из них:

1. Собственная индуктивность и сопротивление проводников.

Отрезок провода длинной 1 метр обладает индуктивностью примерно 1 мкГ и ненулевым сопротивлением. А значит при высоких темпах нарастания тока (а для молний они как раз характерны) лишний запас провода может свести смысл защиты к нулю. Многие производители в своих руководствах явно указывают, что длина проводников от линии к клеммам устройства защиты должны быть максимально короткой, и в сумме не превышать 0,5 м. Вот наглядная картинка из руководства OBO BETTERMANN, как лишние 2 метра провода повлияли на защиту. Если УЗИП (оранжевый) срезает пришедший импульс до величины 1,5 кВ, то на проводниках падает дополнительно 2 кВ, и в итоге в нагрузку придет импульс напряжением 3,5 кВ.

Весьма изящным способом уменьшить влияние проводников является подключение вот таким образом:

Некоторые производители, для удобства монтажа вообще предусматривают двойные клеммы, например как на этом устройстве (отечественное кстати):

2. Сопротивление играет роль.

При токе разряда молнии в 50 кА, на проводнике с сопротивлением в 0,1 Ом при протекании тока создастся разница напряжения в 5 кВ. Поэтому УЗИП следует подключать максимально толстым проводником, не менее 6 мм2, даже если сама по себе линия 2,5 или даже 1,5 мм2. Если вы подключили УЗИП V-образно как на фото выше, то толстым у вас останется только заземляющий проводник.

3. Устройства защиты без согласования бесполезно соединять параллельно.

Может закрасться мысль, что если параллельно поставить несколько устройств защиты, то мы получим Мегазащиту. Но это так не работает. Когда по линии прилетит импульс — то первым сработает кто-то один, и примет на себя весь удар. Чтобы каскад из защит работал согласованно, и по мере необходимости в дело поглощения импульса подключались все более и более мощные устройства, они должны согласоваться специальными дросселями. Но так как расчет такого каскада задача непростая, то и устройства согласования в каталогах производителей УЗИП найти крайне трудно. Производитель стал выпускать комбинированные устройства согласуя их внутри сам. То есть вместо установки рядом УЗИП II и УЗИП III класса нужно взять готовое устройство II+III класса.

4. Ставим автомат вместо предохранителя.

Если вы внимательно прочитаете документацию на устройства защиты от импульсных перенапряжений, то многие производители требуют установку предохранителей для защиты от короткого замыкания — если устройство выйдет из строя, оно может устроить короткое замыкание защищаемой линии на землю. И при таком сценарии лучше, если сгорит предохранитель и отключит устройство защиты от линии, чем это сделает вводной автомат обесточив нагрузку. Но см. п.1 — глупо сначала добиваться минимальной индуктивности проводников, чтобы затем воткнуть автоматический выключатель, внутри которого электромагнитный расцепитель в виде катушки индуктивности. В итоге автоматический выключатель будет работать как дополнительные виртуальные несколько метров провода (см п1) увеличивая напряжение импульса, дошедшего в нагрузку. И именно поэтому крайне желательно использовать именно предохранители. (это еще если не брать во внимание, что есть опасность что импульс тока в 10-50-100 кА вызовет спекание контактов в автомате)

5. УЗИП на базе варисторов имеют ток утечки.

Он небольшой, но при этом не нулевой. И тут здравый смысл отходит на второй план перед электросетевой компанией, которая имеет свое мнение на то, где должно быть установлено УЗИП. Так что может получиться так, что УЗИП вы поставите после счетчика. Но так как счетчик — собственность электросетевой компании, можете делать кулфейс когда после грозы сгорит счетчик и вам придут его менять.

6. Отсутствие контроля.

Представьте, что вы оснастили УЗИПами электрощит, который питает метеостанцию в безлюдном месте. Рядом прошла гроза, УЗИПы выполнили свою функцию, спасли начинку станции от повреждения, но погибли сами — их отключила защита. И получается ситуация, когда станция нормально работает, но при этом не имеет защиты, и следующая гроза может вывести ее из строя. Именно от таких неприятных ситуаций, существуют УЗИП с контактами, которые размыкаются/замыкаются, когда защита выходит из строя (например на фото УЗП-220 это контакты 4 и 5). В таком случае умерший УЗИП может подать сигнал в систему диспетчеризации, что пора высылать монтажника для замены защиты.

Акт восьмой. Практический.

Дочитавший до этого места наверняка уже задался вопросом — а зачем мне надо УЗИП и как его включать? Переходим к конкретике.

Если вы живете в частном доме и электричество в дом поступает по воздушной линии электропередач, то вам требуется УЗИП, причем класса I. (В некоторых случаях может хватить и II класса, но тут уже очень много «но») Если вы живете в многоквартирном доме, все инженерные системы которого в порядке, то в УЗИП не является устройством первой необходимости, но хуже не сделает. Типовая схема использования УЗИПов выглядит вот так (опять взял картинку из руководства OBO BETTERMANN:

Ввод слева. УЗИПы класса I располагаются сразу после вводного автомата (ну или после электросчетчика, если электросетевая компания желает) по одному на каждую фазу. Видно повторное заземление (5) и TN-C превращается в TN-C-S. Без заземления УЗИП не работает — куда ему отводить энергию импульса, кроме как в землю?

Внутри здания на промежуточном щите, например этажном, используются УЗИП класса II, которые подавят то, что смогло пройти через УЗИПы на вводе. Обратите внимание — между N и PE стоит УЗИП специально для этого предназначенный, так как в норме напряжение между N и PE невелико.

Ну и наконец рядом с потребителем ставится УЗИП класс III. У хорошо спроектированных устройств внутри уже предусмотрена производителем защита от перенапряжений.

Электронная техника у вас дома уязвима перед электромагнитными импульсами, которые может принести разряд молнии, даже неподалеку.

Для защиты от этих импульсов (а также от импульсов, возникающих при коммутации индуктивных нагрузок) придумали УЗИП — устройства защиты от импульсных перенапряжений. УЗИП может содержать внутри себя как разрядник, так и варистор, все зависит от характеристик, которые должен обеспечивать УЗИП.

УЗИП выпускают разных классов, от I до III. Для установки на вводной щит дома подходят устройства I класса. Но существуют также устройства, способные обеспечить защиту, соответствующую нескольким классам.

Весь защитный эффект от УЗИП можно свести на нет некорректным подключением.

УЗИП может выйти из строя, и при отсутствии регулярного осмотра это останется незамеченным.

Что еще почитать для углубления знаний:

1. Прежде всего нормативная документация. Говорим Окей, гугл, «Устройство молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций: Сборник документов. Серия 17. Выпуск 27» и внимательно изучаем, в сборнике собраны нормативные документы: Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений (РД 34.21.122-87) и Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций (СО 153-34.21.122-2003) а также отдельно гуглим и смотрим ГОСТ Р МЭК 62305. Он состоит из большого количества частей, но ни один блогер в интернете не может быть выше нормативных требований.

2. Есть прекрасный сайт https://zandz.com Ребята не только записали вебинары с приглашенными специалистами сферы, но и сделали их стенограммы, так что можно быстро прочитать вместо просмотра видео. Все это великолепие они выложили бесплатно, но потребуется регистрация. Респект. Видеозаписи вебинаров у них на ютуб канале лежат и доступны без регистрации, например вебинары проф. Базеляна

4. Многие производители выпускают руководства по проектированию — такая завуалированная реклама, где простым языком объясняются основы и заодно приводится выдержки из каталога оборудования, которое решает проблему. На русском языке есть прекрасное руководство от шнайдер электрик (https://www.se.com/ru/ru/download/document/MKP-CAT-ELGUIDE-19/), нас интересует раздел J, посвященный защите от перенапряжений. В нем все довольно просто, наглядно и точно.

5. Если вы владеете английским языком, то фирмы, производящие все для молниезащиты, выпустили замечательные руководства. Конечно с перекосом в свою продукцию, но как видите некоторые иллюстрации я позаимствовал у них. Это OBO BETTRMAN lightning protection guide, Dehn lightning protection guide.

Также хочу выразить благодарность @ChoBolit, Денису, Евгению и @buravik72 за рецензирование черновиков статей.

Для вас работает инженер Павел Серков. Сайт, инста, телега, ютуб.

Перед походом в строймаг⁠ ⁠

Материал изготовления полотна углеродистой (наименее прочные, пригодны для цветного либо мягкого металла; маркируются как HCS); быстрорежущей (имеют наиболее устойчивые к износу зубья, но отличаются хрупкостью и высокой ценой; маркировка HSS); биметаллические полотна (инновация на рынке, вытесняющая аналоги; основа — углеродистая сталь, поверх которой наваривается полоса быстрорежущей, служащей основой для зубьев; обозначается BIM). Еще есть полотна из легированной стали (обозначение HM), но чаще они используются для резки кирпича, бетона или камня. HM/CT —твёрдосплавные лезвия. Применяется такие полотна для твердых материалов либо для пористых высоко-абразивных, таких, как бетонные конструкции, металл, стекловолокно и черепица.

Как выбрать автоматический выключатель и не оконфузиться⁠ ⁠

Я уже делал пост про устройство автоматических выключателей, как пришли к той конструкции, что есть. Настало время поговорить о том, как их выбирать. У этого поста есть видеоверсия, а также полная текстовая с картинками в продолжении. Все ради вас, дорогие читатели)

1. Определимся с целью

Для начала нужно определиться — для чего нам автоматический выключатель в электрощите. Задача автоматического выключателя — прежде всего защитить стационарную кабельную линию от протекания токов свыше предельно допустимых. Если ток превышен — то проводники нагреваются, с плавлением и разрушением изоляции или расплавлением самих проводников. И если не случится пожара, то случится дорогостоящий ремонт, с работами по замене замурованной в стенах электропроводки. А ток может быть превышен, если к линии подключили слишком много потребителей (происходит перегрузка) или если происходит короткое замыкание. Неправильный выбор характеристик автоматического выключателя — путь к дорогостоящему ремонту, а при особенной везучести — к пожару.

2. Номинальный ток.

Поняв, что автоматический выключатель должен защитить кабельную линию от протекания тока свыше допустимого, мы должны понять, какой же ток допустимый. Чаще всего ссылаются на вот эту табличку из ПУЭ (таблица 1.3.4):

Но, на мой субъективный взгляд, у этой таблички есть существенный недостаток, и он указан в источнике — эта табличка составлена для окружающей температуры +25, температуры земли +15 и температуры жилы (. ) +65. Длительная работа изоляции при повышенной температуре ускоряет процесс старения полимеров, поэтому мое личное мнение — указанные в таблице цифры стоит уменьшить хотя бы на 1/4. Если кабель проложен таким образом, что его охлаждение затруднено, то предельно допустимый рабочий ток также уменьшают. Например если кабель расположен в пучке с другими кабелями или под слоем теплоизоляции.

И вот в этом месте подходим к самой неочевидной вещи. В таблице указаны предельно допустимые токи, а на автоматических выключателях указан номинальный ток. Номинальный ток автоматического выключателя, указанный на нем — это ток, который может длительно проходить через автоматический выключатель и не вызывать его отключения. Для определения тока отключения заглянем в документацию, в график время-токовых характеристик:

Но это график конкретного экземпляра автоматического выключателя. В реальном мире, у автоматических выключателей есть разброс характеристик, даже у выключателей взятых из одной коробки. Поэтому на графике изображена область, в которой окажется характеристика случайно взятого автоматического выключателя.

В результате, если взять определенный ток, то мы получим диапазон значений времени, за которое сработает автоматический выключатель. От и до, как например вот здесь:

Думаю очевидно, что в расчетах стоит полагать, что нам попался самый плохой экземпляр, и берется самое худшее значение.

В автоматическом выключателе есть два расцепителя — тепловой, который достаточно точный, но медленный, и электромагнитный — очень быстрый но не точный. (В посте (https://serkov.su/blog/?p=5563) я разбирал, как к такому пришли, и почему лучше пока ничего не придумали.) В итоге получается нелинейная зависимость времени срабатывания от протекающего тока. Для наглядности возьмем автоматический выключатель, на котором указан номинальный ток 16А.

При перегрузке будет работать тепловой расцепитель:

До тока в 1,13 от номинального, расцепления совсем не произойдет (16*1,13=18,08А)

При токе в 1,45 от номинального тепловой расцепитель сработает, но за время менее 1 часа (!). (16*1,45=23,2А)

При токе в 2,55 от номинального тепловой расцепитель сработает за время менее 60 сек. (16*2,55= 40А)

При превышении тока еще сильнее — сработает электромагнитный расцепитель, но об этом чуть позже.

Все это становится понятнее, если взглянуть на график:

Откуда взялись эти магические цифры? Из стандарта (у нас в стране — ГОСТ 60898-1-220). Просто разработчики условились, что разброс параметров срабатывания расцепителей должны быть в этих пределах. Причем скорее всего взяли просто две удобные точки времени — 1 час и 1 минута, и воспользовались статистическими данными, чтобы получить кратности номинального тока.

Ну и чтобы совсем жизнь мёдом не казалась, стоит добавить, что в зависимости от температуры окружающей среды применяют коэффициенты. На жаре тепловой расцепитель прогревается и срабатывает быстрее, а вот на морозе наоборот.

Ну и чтобы совсем жизнь мёдом не казалась, стоит добавить, что в зависимости от температуры окружающей среды применяют коэффициенты. На жаре тепловой расцепитель прогревается и срабатывает быстрее, а вот на морозе наоборот.

А теперь сценарий везунчика по жизни. В частный дом заходит кабель, сечением 1,5 мм2. Щиток с автоматическим выключателем находится в холодном предбаннике, когда на улице мороз -35. Кабель от щитка идет через стену под слоем утеплителя. Автоматический выключатель на 16А почти час (!) будет пропускать ток в (16*1,45*1,25(поправочный на температуру, рис.4) = 29А. При 19А по табличке из ПУЭ у нас жилы будут горячими — +65С, а под слоем утеплителя изоляция уже начнет плавиться.

Еще раз резюмирую: Номинальный ток автоматического выключателя НЕ РАВЕН предельно допустимому току кабеля. Предельный ток кабеля должен вызывать отключение автоматического выключателя в адекватное время.

3. Тип электромагнитного расцепителя

Тепловой расцепитель медленный, что плохо при коротком замыкании — токи могут быть огромными, и даже за одну секунду могут наделать бед. Поэтому в конструкцию автоматического выключателя добавили электромагнитный расцепитель, который срабатывает за доли секунды. Но он настроен на ток в разы превышающий номинальный.

Дело в том, что некоторые виды потребителей при включении потребляют ток в разы, превышающий ток в рабочем режиме. Например мотор в пылесосе в момент включения кратковременно потребляет ток в 2-3 раза больший, но после разгона мотора, потребление снижается. Возможно вы замечали, как лампочки накаливания слегка притухают в момент включения чего-то как раз из-за этого. Вот график потребления тока мотора пылесоса:

Чтобы эти пусковые токи не заставляли сработать электромагнитный расцепитель, его характеристику сдвинули в зону бОльших токов, что бы такие кратковременные превышения тока были в зоне теплового расцепителя, который в силу своей инерционности такие краткосрочные процессы не замечает.

В итоге получилась линейка автоматических выключателей с одинаковыми тепловыми расцепителями, но с разными электромагнитными. Из-за огромного разброса параметров электромагнитных расцепителей — получились большие разбросы кратности тока срабатывания:

Характеристика В — электромагнитный расцепитель сработает при превышении тока в 3-5 раз

Характеристика С — электромагнитный расцепитель сработает при превышении тока в 5-10 раз

Характеристика D — электромагнитный расцепитель сработает при превышении тока в 10-20 раз

Вот они на графике:

Есть и другие характеристики (K, Z и т.д) но встречаются крайне редко и под заказ, поэтому опустим их.

Если по какой-то причине стартовые токи кратковременно попадут в зону действия электромагнитного расцепителя то возможны ложные срабатывания. И именно для исключения таких ложных срабатываний и сделали несколько типов характеристик.

Некоторые производители для упрощения указывают стартовые токи, вот например светодиодный драйвер уважаемой фирмы при включении кушает солидные 55А (из-за зарядки конденсатора в блоке питания), производитель даже сразу посчитал, сколько светодиодных драйверов можно подключить параллельно на один автоматический выключатель:

4 штуки с характеристикой В и 7 штук на автомат с характеристикой С. Кто бы мог подумать, что 150 ватт светодиодного света могут вышибать 16А автомат! Ситуация становится еще хуже, если используются некачественные светодиодные светильники, где производитель не только не предусмотрел плавный старт, да даже пусковой ток не регламентирует!

Если используется большое количество светодиодных светильников — то придется делить их на группы, чтобы одновременный пуск не вызывал срабатывание автоматического выключателя. Пытливый читатель задастся вопросом — а почему бы не взять просто автоматический выключатель с характеристикой «C» или «D»? Тогда бы пусковые токи не вызывали бы ложных срабатываний! Но не все так просто.

4. Ток короткого замыкания

Можно иногда услышать выражение «сопротивление цепи фаза-нуль», оно по сути про то же. Ток короткого замыкания — это величина тока в цепи, в случае если из-за повреждения случается короткое замыкание (прямое соединение фазного проводника и нейтрального, или соединение фазного и заземления) в самом дальнем участке. В идеальном мире с идеальными проводниками ток короткого замыкания был бы бесконечным. Но в реальном мире кабели имеют собственное сопротивление, и чем они длиннее тоньше — тем выше их собственное сопротивление. При обычной работе это не так важно — их собственное сопротивление много меньше сопротивления нагрузки. Но если случится короткое замыкание, ток будет ограничен именно этим собственным сопротивлением всех проводников в цепи + внутреннее сопротивление источника тока.

А теперь смотрим. В деревне Вилларибо измеренный ток короткого замыкания линии 278 Ампер, и электрик поставил автоматический выключатель С16:

Как видим все отлично — при коротком замыкании тока будет достаточно, чтобы электромагнитный расцепитель сработал. А вот в деревне Вилабаджо очень плохая проводка, и ток короткого замыкания всего 124 А. Смотрим на график:

В самом худшем случае, электромагнитный расцепитель типа «С» сработает при токе в 10 раз больше номинального (16*10=160А). А значит при 124А возможна ситуация, когда электромагнитный расцепитель при коротком замыкании не сработает, а пока тепловой расцепитель успеет сработать — по линии будет гулять ток в 124А, что может закончиться плохо. В таком случае деревне Вилабаджо нужно или менять проводку, чтобы уменьшить потери, или использовать автоматический выключатель типа В16, у которого электромагнитный расцепитель сработает в худшем случае при токе 5*16=80А. Теперь вы понимаете, почему характеристика типа D (10-20 *Iном) в некоторых случаях изощренный способ стрелять себе в ногу?

Как же определить ток короткого замыкания? Для проектируемых линий его можно расчитать — длина кабеля известна, сечение тоже. Для линий уже находящихся в эксплуатации — только измерять, поскольку никто не знает, на что пришлось пойти электрикам при ремонте поврежденных участков.

Для определения тока короткого замыкания есть специальные приборы. Показывать современные не интересно, поэтому покажу суровый советский олдскул, который есть у меня. М-417 измеряет сопротивление цепи путем измерения падения напряжения на известном сопротивлении, а ток короткого замыкания необходимо рассчитывать:

Щ41160, творение сумрачного советского гения. Устраивает короткое замыкание на доли секунды и измеряет ток непосредственно. В коричневой коробочке на проводе — предохранитель на 100А.:

Как правило, ток короткого замыкания измеряют при введении линии в эксплуатацию, и планово, раз в несколько лет. Только после измерения тока короткого замыкания можно сказать, правильно ли подобрана защита.

5. Ток короткого замыкания равен . Oh shi.

Если ток короткого замыкания будет черезчур большим? Вот тут мы сталкиваемся с отключающей способностью автоматического выключателя. В момент размыкания контактов выключателя загорается электрическая дуга, которая сама по себе проводит ток и гаснет неохотно. Для ее принудительного разрушения в конструкции автоматических выключателей предусмотрены дугогасительные камеры. Вот здесь на высокоскоростной съемке видно как работает дугогасительная камера:

На автоматическом выключателе в прямоугольной рамке нанесена величина отключающей способности в амперах — это максимальный ток, который способен разомкнуть автоматический выключатель без поломки. Вот на фото автоматические выключатели с отключающей способностью в 3000, 4500, 6000 и 10000 А:

Для наглядности я их разобрал. Большая отключающая способность заставляет не только делать дугогасительные камеры больше, но и усиливать другие конструктивные части, например защиту от прогара вбок.

Отключающая способность автоматического выключателя должна быть больше тока короткого замыкания в линии. Как правило, 6000 А достаточно для большинства применений. 4500А обычно достаточно для работы в линиях старых домов, но может быть недостаточным в новых сетях.

6. Коммутационная стойкость

При каждом включении/отключении автомата меж контактов загорается дуга, которая постепенно разрушает контактную группу. Производитель часто указывает количество циклов включения/отключения, который должны выдержать контакты:

Отсюда легко видеть, что автоматический выключатель не замена нормальному выключателю при частом использовании. Если пожадничать, и вместо пускателя с контактором заставить сотрудника включать/отключать мешалку дергая автомат по 10 разв день, то автомат может прийти в негодность менее чем за пару лет. Вот фото автоматического выключателя, контакты которого пришли в негодность из-за большого тока:

Помните, каждая коммутация и срабатывание автоматического выключателя «съедает» его ресурс.

7. Класс токоограничения

Наверное самая мистическая характеристика. Указывается в виде цифры в квадратике. Про нее в рунете написано мало и чаще ерунда. Класс токоограничения, если упрощать, говорит о количестве электричества, которое успеет пройти через автоматический выключатель при коротком замыкании прежде, чем он отключит цепь, и говорит о быстродействии. Всего классов три:

Что интересно, отечественными стандартами класс токоограничения не регламентируется, поэтому на картинке выше нет кириллицы. Цифры в таблице — это величина интеграла Джоуля. Отечественные производители указывают класс просто потому что «так принято», а не того требуют отечественные стандарты 🙂 В быту на данный параметр можно не обращать внимание — классы хуже третьего встречаются в продаже не часто.

8. Селективность

Вам бы не хотелось, чтобы при перегрузке или коротком замыкании, срабатывал автоматический выключатель где-то на столбе у ввода в дом. При последовательном соединении автоматов защиты, подбором их характеристик можно добиться селективности — свойству срабатывать защите ближайшей к повреждению, без срабатывания вышестоящей. И у меня две новости.

Хорошая — можно воспользоваться специальными таблицами, которые есть у многих производителей, и подобрать пары автоматических выключателей, которые при перегрузке будут обеспечивать селективность. На графике это видно как непересекающиеся графики работы расцепителей:

Но по графику вы могли понять, что плохая новость — обеспечить полную селективность автоматических выключателей при коротком замыкании затруднительно. Кривые пересекаются в области больших токов. Поэтому чаще всего речь о частичной селективности. Например, если синий график — автомат В10, а фиолетовый В40, то ток селективности составит 120А (значение взято из таблиц одного производителя для конкретной модели автоматов). Тоесть при токах меньше тока селективности — все отлично. При токах больше — сработать могут оба устройства защиты.

В бытовой серии модульных автоматических выключателей обеспечивать селективность, даже частичную, довольно трудно. Лишь большие и мощные устройства защиты, например на подстанциях, имеют тонкие настройки уставок расцепителей для обеспечения селективности с вышестоящими устройствами защиты.

Да скажи уже что ставить!?

Прежде всего то, что предусмотрено проектом.

Ну а если уж совсем среднестатистический случай с кучей оговорок, то:

Линия 1,5 мм2 — Автомат В10 с отключающей способностью 6000А

Линия 2,5 мм2 — Автомат В16 с отключающей способностью 6000А

Применение автоматического выключателя с характеристикой «C» или «D» вместо «B» должно иметь вескую причину.

Автоматические выключатели разных производителей могут содержать разные приятности/полезности, которые напрямую на защитные функции не влияют, но могут быть полезны:

Это различные шторки/колпачки/крышечки для пломбирования вводного автомата по требованию электросетевой компании.

Это визуальный индикатор фактического состояния контактов, такой индикатор останется красным, если контакты из-за перегрузки сварились

Это окошки для дополнительных нашлепок с электромагнитными расцепителями, контактами

Это дополнительное окошко у клемм для использования гребенки при подключении

и прочее и прочее.

1. Номинальный ток автоматического выключателя не равен предельно допустимому для кабеля! В силу особенностей конструкции автоматический выключатель может длительное время пропускать через себя токи значительно больше номинальных и не отключаться.

2. Разные типы электромагнитных расцепителей позволяют избежать ложных срабатываний, но использовать тип С, и в особенности тип D нужно понимая что к чему.

3. Если ток короткого замыкания в вашей линии мал — то использование автоматического выключателя требует вдумчивого подхода.

4. Если ток короткого замыкания в вашей линии огромен, то отключающая способность автоматического выключателя должна быть еще больше.

5. А чтобы знать ток короткого замыкания, его нужно измерить специализированным прибором. И только после измерения можно сказать, будет ли правильно работать защита

Для вас работает инженер Павел Серков.

И с недавних пор — телеграм канал для тех, кто еще не использует RSS: http://t.me/serkov_me

Чтобы током не убило. Всё про УЗО⁠ ⁠

Попробуем снова объять необъятное одним постом? На этот раз рассказ будет про УЗО.

У этого поста есть видео версия, для тех, кто любит слушать и смотреть:

Сейчас, в 21 веке, электричество есть практически в каждом доме. И почти каждый гражданин знает, что электричество может убить. Новость о том, что где-то кого-то убило током для нас уже обыденная, и в СМИ об этом пишут только если случай особенный — или убило известную личность, или раздолбайство совсем уж вопиющее. Но в конце XIX — начале XX века каждая смерть от удара током была в центре внимания: электричество было в диковинку. Вот немного заметок, которые попались мне на глаза:

Тысячи разобранных случаев, когда кто-то был убит электричеством, позволили инженерам выяснить некоторые закономерности и предпринять меры. А именно:

Выяснилось, что случаев смерти, когда человек умер от общения с напряжениями менее 50В почти нет. Низкое напряжение (с кучей оговорок) вполне себе безопасно. Кто лизал крону в детстве для определения заряда?) Использование низкого напряжения (12В, 24В, 36В и т.д.) хоть и дает практически полную безопасность, например в бассейне, для повсеместного использования не подходит. Если бы мы жили в альтернативной вселенной, где в домах вместо 230В всего 12В, то чайник бы кушал не 16А тока, а почти 300А, и подключался бы в розетку толстенным кабелем. А все потому что при снижении напряжения придется повышать ток, чтобы мощность прибора оставалась прежней. А большой ток требует толстых кабелей.

Второе важное наблюдение. Ток течет в замкнутой цепи, если Земля часть этой цепи — то человек всегда в опасности. А вот если человека подключить к разным цепям, изолированным друг от друга, например если коснуться одной рукой одного изолированного от земли генератора, а второй — другого изолированного генератора — то ничего не произойдет. Цепь не замкнута — ток не течет.Так появилась гальваническая развязка и развязывающие трансформаторы. Я не настолько стар, чтобы видеть это живьём, но встречал упоминания, о том что в домах устанавливали развязывающий трансформатор с розеткой в санузле, с подписью «для электробритвы». Электробритвой на 220В включенной в эту розетку можно было безопасно пользоваться, касание до проводника под напряжением, даже стоя в заземленной ванной, не могло убить. Правда маленький трансформатор мог потянуть только несколько десятков ватт мощности нагрузки, включение в такую розетку фена или обогревателя просто бы его сожгло. По этому в быту способ не прижился, у вас же нет отдельной комнаты под трансформатор гальванической развязки?)

Ну и наконец, усреднив индивидуальные особенности, составили вот такой график зависимости силы тока, времени воздействия и последствий для человека. Да простят меня авторы, я его немного упростил для понимания:

Оказалось, что убивает не напряжение само по себе, а протекающий через тело ток. При токах менее 0,5 мА (светло-зеленая область) человек ничего не чувствует. При токах 0,5-20 мА (темно-зеленая область) ток уже неприятно щиплет, кусает. При токах 20-100 мА (желтая область) уже конкретно трясет, сводит мышцы (руку не отдернешь) и причиняет боль. При токах более 100 мА уже некоторые могут умереть. Из графика можно понять откуда взялась величина 30 мА (зеленая линия) — при токах меньше человек вряд ли умрет и может сам принять меры, если чувствует, что его бьет током. А вот при токах больше — нужно срочно спасать, иначе помрет.

Защита все-таки нужна.

Применение низкого напряжения или использование гальванической развязки не очень удобный способ защиты человека, поэтому применяются только в узких областях, там где иначе никак. А как же защитить человека от поражения электрическим током не сильно изменяя существующие электросети? Идея проста и гениальна — нужно анализировать дифференциальный ток.

Дифференциальный ток — это разница в токах меж двух проводников, например меж фазным, уходящим в нагрузку и нулевым, возвращающимся из нагрузки. Появление ощутимого дифференциального тока в цепи чаще всего ненормально, и лучше отключить цепь, вдруг ток утекает в землю через человека? Это как сравнивать расход теплоносителя в батареи и из батареи отопления. Если в батареи уходит 100 л/мин и возвращается 100 л/мин то система герметична. Если в батареи подается 100 л/мин, а возвращается по какой то причине только 98 л/мин, то 2 литра куда-то вытекает!

В идеальном мире, нам достаточно поставить устройство, контролирующее сам факт появления дифференциального тока. Если все в порядке — то дифференциального тока нет. Если же ток появился — отключаем нагрузку. Но в реальном мире, к сожалению, дифференциальный ток (ток утечки) появляется в устройствах даже если все исправно, поэтому придется пойти на компромисс и выбрать некоторую пороговую величину дифференциального тока, превышение которой будет вызывать отключение.

Поставим себя на место инженеров начала 20 века и попробуем изобрести устройство обнаружения дифференциального тока. Нам нужно обнаружить появление утечки величиной 30 мА, поскольку при меньших утечках, даже если она проходит через человека, особой опасности для жизни нет.

Первая конструкция — два одинаковых электромагнита, друг напротив друга, занимаются перетягиванием якоря. Протекающий в нагрузку и из нагрузки ток, протекая через обмотки, создает магнитное поле, тем сильнее, чем больше ток. Если в цепи нет утечек, то токи через электромагниты равны, магнитное поле они развивают одинаковое и якорь стоит на месте. Если в цепи у нас есть утечка, то ток через один из электромагнитов будет меньше (ток нагрузки — ток утечки), чем через второй (ток нагрузки), якорь перетянется и разомкнет контакты.

Теоретически схема рабочая, но чересчур капризная — требовала очень точного изготовления электромагнитов и тонкой настройки механики. Поэтому инженеры стали думать, как избавиться от лишней механики. Так пришли к современной схеме с трансформатором:

На замкнутом магнитопроводе делают две обмотки, включенные в противофазе, и третью обмотку для привода соленоида. Если токи через первую и вторую обмотку равны, то равны и магнитные поля, и так как они направленны навстречу друг другу, то и суммарный магнитный поток через третью обмотку будет равен нулю. Если же есть утечка, токи становятся неравны, и через третью обмотку начнет циркулировать магнитное поле пропорциональное этой разнице. А где есть переменное магнитное поле — там есть индукция и возбуждается ток. Если его достаточно для срабатывания соленоида — то якорь высвободит защелку и отключит цепь.

Гениальное в своей простоте и надежности устройство. Правда дешевым оно не получилось — механика все-равно оказалась нежной и капризной, шутка ли — обнаружить 30 мА разницу при номинальном токе 16А, это все равно, что расслышать писк мыши на фоне грохота поезда. Вот так выглядит УЗО электромеханическое:

Затем сделали модернизацию — выкинули нежную, дорогую и габаритную механику и поставили электронный усилитель, ток с обмотки дифференциального трансформатора усиливается специальной микросхемой, и уже она подает напряжение на соленоид размыкания. Такие УЗО получились компактнее и значительно дешевле.

А теперь внимание, важный момент, что будет при коротком замыкании в нагрузке? Ничего! Так как условия для срабатывания нет — разницы токов на входе в УЗО и на выходе из УЗО нет. Провода накалятся до красна, изоляция стечет на пол, а УЗО не отключится, поскольку не имеет защиты от сверхтока. Поэтому УЗО без встроенной защиты от сверхтока ВСЕГДА применяется в паре с автоматическим выключателем или с плавким предохранителем. Путем скрещивания УЗО и автоматических выключателей производители вывели гибрид — АВДТ (автоматический выключатель дифференциального тока), который чаще на жаргоне называют диффавтоматом, такое устройство самодостаточно и наличия дополнительного автоматического выключателя не требует.

Изобретенное УЗО отлично работало, если бы не распространение полупроводниковых устройств. Очень многие устройства стали преобразовывать внутри себя напряжение и род тока — делать из переменного тока постоянный, потом снова переменный, иногда другой частоты или величины. Из-за этого стали возможны всяческие неприятные особенности, например если в устройстве на корпус замкнет одну из линий с постоянным током, то ток утечки будет пульсирующим — в землю будут уходить только положительные полуволны тока. Обычное УЗО в таких случаях может не сработать. Для таких случаев разработали специальные УЗО рассчитанные срабатывать не только при синусоидальной форме тока утечки, но и при постоянном пульсирующем токе утечки и назвали их тип А. А старые УЗО, срабатывающие только на переменный ток, назвали тип АС. А для совсем уж неприятных случаев (например пробой цепей после силовых ключей в преобразователях с высокими частотами преобразования) придумали тип В. Наиболее наглядно разницу меж типов УЗО демонстрирует вот эта картинка из немецкой википедии:

Для обеспечения селективности, при последовательном соединении УЗО, создали специальные селективные варианты, часто с обозначением S или G в названии. Они имеют встроенную задержку на несколько десятков-сотен миллисекунд. Так, если на вводе в дом стоит селективное УЗО, а на этажном щитке неселективное, то при замыкании напряжения на корпус стиральной машины, сначала сработает неселективное УЗО на этаже, пока селективное дает задержку. Если по окончании задержки дифференциальный ток не исчез — сработает селективное УЗО. Про селективность я писал в посте про предохранители (ССЫЛКА). Селективность не зависит от номинального порогового дифференциального тока, тоесть при пробое на корпус сработают сразу и УЗО на 30 мА и УЗО на 100 мА, поэтому и пришлось возиться с задержкой.

А теперь, когда стало понятно КАК работает УЗО самое время сказать про заземление, будет ли работать УЗО, если в розетках нет заземляющего контакта? Будет! С той лишь разницей, что если у стиральной машинки будет пробой на корпус в сети с заземлением — УЗО отключится сразу, так как дифференциальный ток будет огромным (уйдет с корпуса в заземляющий проводник). А вот если в сети нет заземления, стиральная машинка будет, как партизан в кустах, стоять с напряжением 230В на корпусе, и УЗО отключится только когда ток будет протекать через человека. Тоесть наличие заземления повышает безопасность, но не является обязательным условием для функционирования УЗО.

Возвращаемся в реальный мир. Почему могут быть ложные срабатывания.

Одна из причин непринятия УЗО электриками старой закалки, являются ложные срабатывания. И ложные срабатывания (при условии, что устройство исправно) могут быть только по одной причине — есть утечка, и она ощутима. А вот причины появления утечек разнообразные:

1. Изоляция может быть нарушена. Если кабель старый, открытый солнцу, то в изоляции могут появиться трещины. Чуть намочим — и имеем непредсказуемую величину утечки.

2. Штатная утечка в оборудовании. Даже в исправном оборудовании есть некоторая величина утечки, причем при переменном токе не нужен непосредственный контакт, достаточно просто, что один из проводников делал длинную петлю вдоль корпуса. Образовавшейся емкостной связи достаточно для протекания небольшого тока. Специальным прибором можно измерить величину фактической утечки в линии со всеми подключенными устройствами. Если прямое измерение не доступно — можно воспользоваться эмпирическим правилом (7.1.83 ПУЭ) — считать что на каждый 1 А потребления тока прибором будет 0,4 мА утечки, а также 10 мкА утечки на каждый метр длины фазного проводника. (Цифры сииильно усредненные, как средняя температура по больнице, но хоть что-то) Желательно, чтобы сумма всех утечек в цепи при штатной работе не превышала 1/3 номинальной величины отключающего дифференциального тока. Ну и как вишенка на торте — если на УЗО написано, что отключающий дифференциальный ток 30 мА, это значит что при 30 мА оно точно отключится. А точно не будет отключаться при половине этого тока — 15 мА. А вот при дифференциальном токе меж этих значений — как повезет. Если у вас стоит УЗО на 30 мА, и в розетки воткнута куча устройств, что суммарные утечки при нормальной эксплуатации составляют 20 мА, то создается ситуация, когда УЗО может самопроизвольно отключиться без видимых причин.

3. Ошибка монтажа, и где-то (например в одном из подрозетников) присутствует соединение рабочего нейтрального проводника N и заземляющего PE, или они перепутаны.

Противопожарные УЗО? Они все противопожарные!

Если открыть каталог производителей, можно заметить, что УЗО выпускаются на разные дифференциальные токи. Если с причиной выбора тока в 30 мА все понятно, с 10 мА тоже в принципе можно догадаться (еще более чувствительные устройства для более чуткой защиты), то зачем нужны устройства с током 100 мА и даже 300 мА? Человек же при таких токах умрет!

Такие УЗО часто называют «противопожарными», так как в силу большого дифференциального тока защиту человека от поражения электрическим током они обеспечивают слабо, а вот функцию защиты при повреждении изоляции все еще выполняют. Если изоляция будет нарушена и при контакте с другим проводником загорится электрическая дуга, то начнется обугливание изоляции и выделение тепла, что может поджечь горючие материалы вокруг. Если вам «повезет», и ток в дуге будет небольшим, то автоматический выключатель не сработает. А вот выделение тепла и температура могут быть достаточными для пожара. Конечно, потом огонь нарушит изоляцию, произойдет короткое замыкание и автоматический выключатель сработает, только огонь это уже не погасит.

Да будет срач!

Отдельная дисциплина споров — какое УЗО лучше, электромеханическое или электронное. В электромеханическом УЗО для отключения используется энергия дифференциального тока, поэтому оно может сработать при обрыве нулевого проводника, да и в целом не содержит нежной электроники, но содержит нежную механику. Электронное УЗО требует питания для работы электронного усилителя, поэтому при обрыве нуля работать перестает, часто не отключая цепь. У каждой конфигурации есть свои достоинства и недостатки. А для защиты от обрыва нуля я настоятельно рекомендую ставить реле контроля напряжения.

Но так как большинство читателей ждет от меня конкретного ответа — скажу, что это не важно. Есть требования стандартов, есть требуемые характеристики, и конкурентная цена в конце концов. Поэтому производитель дает ровно то, что от него требуют, а вот как получено желаемое — не так важно. А если производитель рукожоп, то отсутствие электроники автоматически не означает, что изделие выйдет годным. Кроме того, УЗО типа B без добавления электроники изготовить не получилось ни у одного производителя.

Для контроля исправности УЗО на передней панели есть кнопочка «тест», которая замыкая резистором цепь, имитирует появление дифференциального тока. Если УЗО при нажатии на кнопку тест отключилось — то оно исправно. Проверку исправности УЗО производители рекомендуют производить ежемесячно (какие оптимисты!), ну или я реалистично говорю о тесте раз в пол года.

Когда нельзя никому доверять.

Производители некоторых устройств не могут полагаться, что покупатель адекватен и в его электрощите есть защита, поэтому добавляют свою.

В виде персонального УЗО для устройства в вилке или в виде коробочки на шнуре. Если покупатель подключит бойлер пластиковыми трубами, корпус не заземлит, то при потере герметичности ТЭНа электричество по воде в трубах и пойдет через человека в заземленную ванну. Такое УЗО защищает конкретно одно устройство, и в некоторых странах существую нормативы, обязывающие добавлять УЗО на некоторые типы устройств. Как вы можете заметить, устройство также содержит кнопочку «тест» для проверки работоспособности защиты.

УЗО или диффавтомат? (ВДТ или АВДТ?)

Производители, с заботой о нас объединили в одном корпусе два устройства — УЗО для защиты от поражения электрическим током и автоматический выключатель для защиты от сверхтока, назвав это АВДТ — Автоматический Выключатель Дифференциального Тока. Продавцы скорее отреагируют на жаргонное название «диффавтомат». Достоинств у такого гибрида не так много — оно компактное, и оно интуитивно понятное (один рычажок, а не два). А вот недостатки есть:

1. Оно лишает гибкости проектировщиков, например поставить одно УЗО и несколько автоматов или наоборот, несколько УЗО и один автомат.

2. Оно усложняет поиск неисправности, так как обычно отсутствует индикация и сложно понять, почему оно отключилось (варианты: сработал тепловой расцепитель, электромагнитный расцепитель или электромагнит от дифференциального тока)

3. Запихивание нескольких устройств в компактный корпус всегда заставляет разработчиков идти на компромиссы.

На мой личный взгляд применение АВДТ оправдано только при апгрейде электрощитка, когда места внутри нет, а дифф. защиту хочется. Тогда можно вынуть автоматические выключатели шириной один модуль и воткнуть АВДТ шириной один модуль, и перекоммутировать провода. Щиток в таком случае расширять не придется. В остальных случаях, по моему мнению, предпочтительнее комбинация УЗО+автоматический выключатель.

Я умер. Почему УЗО не спасло?

УЗО не панацея, но лучше пока ничего не придумали. Если взяться одной рукой за фазный проводник, а второй рукой за нулевой, то для электросети вы будете лишь очередным нагревателем, дифференциальный ток не появится и УЗО не сработает. Также если сунуть палец в патрон лампы — ток потечет через палец, но утечки в землю не будет, УЗО не отключится. Поэтому даже наличие такой защиты не означает, что можно терять бдительность и осторожность. Опытный электрик даже жену не берет одновременно за две груди 🙂

1. УЗО служит для защиты человека от поражения электрическим током, и отключится при опасных для жизни значениях тока утечки. При небольших, но неопасных токах вас будет щипать электричеством.

2. УЗО работает вне зависимости от наличия заземления, с той лишь разницей, что без заземления, при пробое на корпус УЗО отключится только когда ток с корпуса сможет утечь в землю через вас.

3. УЗО не панацея, и можно убиться, взяв в руки провода фазы и ноля. Но вариантов защиты лучше УЗО все равно не придумали.

4. Электромеханическое или электронное УЗО — не важно. А вот регулярно проверять исправность нажатием кнопки «тест» важно. Использовать реле контроля напряжения тоже очень желательно.

5. В реальном мире у исправной электропроводки и устройств есть ток утечки, который может вызвать ложное срабатывание УЗО. Если УЗО срабатывает без видимых причин — разбирайтесь с токами утечки.

Расширить и углубить.

Если изложенной в посте информации вам мало (мое уважение!), то вот что стоит почитать:

В.К. Монаков УЗО. Теория и практика Москва, Издательство «Энергосервис», 2007 г.

Книжка шикарная в своей полноте и довольно простом языке изложения. Автор — директор компании АСТРО-УЗО ( uzo.ru ) — отечественного разработчика и производителя УЗО.

Выжимка нормативных документов имеющих отношение к УЗО. Там же есть еще один документ заслуживающий внимания (http://www.uzo.ru/books/uzo.pdf)

ЖЖ Юрия Харечко, специалиста, автора книг, знатока стандартов. Как человек — весьма неприятный, но в техническом плане мне упрекнуть его не в чем. Если хочется разобраться в хитросплетениях и взаимопротиворечиях стандартов — к нему. И наверняка он увидев мой пост скажет, что я дилетант и не компетентен, поскольку термин УЗО отсутствует в стандартах, и устройство правильно называть.

Для вас работает инженер Павел Серков.

Хочу выразить благодарность всем, кто принимал участие в рецензировании текста черновика.

Это последний мой пост в 2020. Всех с наступающим Новым Годом, не болейте! Впереди 2021 и огромное количество творческих планов и интересных постов.

Как открутить винт с треугольным шлицем

Такой отвертки у меня нет, и в деревне не купишь, раньше в таком же зярядном пробовал высверливать, ничего не получилось, металл такой твердый, что от нагрева винтов пластмасса размягчилась, и головки винтов пролезли сквозь пластмассу.

я грел паялом с тонким жалом,попеременно головки винтов , постепенно раздвигая половинки корпуса . получилось.
главное не переусердствовать.

переточить или купить набор проблема?

Пятый день дорогу не чистят, много снега выпало, автобусы не ходят, вертолета нет, до ближайшего магазина с отвертками 25. 30 км.
Валерий Иванович, Ваш метод попробую.

Я делал из гвоздика
Обтачивал надфилем, грел до тёмно-вишневого увета на газовой плите и закаливал в минмасле.

После за 100р купил набор отвёрток и все проблеиы исчезли

Поддерживаю denis_111

Можно попробовать плоскую отвёртку, размер жала которой позволит обеспечить чёткую фиксацию в головке винта.
Для более-менее профессиональной работы следует при случае (и когда дорогу расчистят) закупить все необходимые инструменты. На будущее.
.
Вышепоказанный винтик только что был выверут из зарядника нокии AC-3E

KRAB: KRAB
сегодня, 23:36
переточить или купить набор проблема?
Кстати ни разу не видел в продаже. Вот 6ти гранников и звездочек набрал всех почти в том числе Т2 и В1 (демонтаж БВГ в DAT магнитофонах/стриммерах). Двурогие нашел, а вот треугольных ни разу в продаже не видел.

ЗЫЖ Отворачивал с нагревом и потом выкручивал аккуратно тонкой плоской отверткой до появления головки винта из гнезда. Зарядник судя по всему Nokia

Я плоской отверткой вывернул, потом пропилил полотном тонким шлиц, чтоб уже под обычную плоскую было. Это для себя.

Метод Валерия Ивановича сработал, в следующий раз куплю отвертку, если найду.
Да, Нокиа. Винты заменю, дырка больше получилась, но винтом со шляпкой побольше еще есь за что зацепиться.

Обточил трёхграный надфиль — и в ручные тиски, им же и звёздочки можно отворачивать.

Форум про радио — сайт, посвященный обсуждению электроники, компьютеров и смежных тем.

Статьи, Схемы, Справочники

Я тоже тему создавал, искал, но так и не нашел. Нужна была не мне, а знакомому. Он сам нашел и раскрутил. Где брал, не знаю. Наборы бит есть в Электронике, можно и вернуть потом обратно в магазин. Я в таких случаях подбираю плоскую отвёртку, которая входит враспор в два "крыла" тройного шлица.

Поиск данных по Вашему запросу:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Перейти к результатам поиска >>>

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: КАК ВЫКРУТИТЬ СЛИЗАННЫЙ ВИНТ (Секретная информация)

Хотел открутить пару винтов,а там засада-треугольная

Просмотр полной версии : Сорваные болтики Как вскрыть мобильный? Вроде штифт называется. Скажите, как на мобильном отвинтить болтик Пара не откручивается Какие есть способы все таки вскрыть мобильный?

ЗЫ Не понял, вообще головку оторвал,:eek: или шлицы "съел"? ЗЗЫ А вообще купи хороший набор инструмента и не будешь париться. Возьмите сверло мелкое высверлите головку вскройте аппарат потом остатки кусачками выкрутите. Острая плоская отвертка из хорошей стали и удобной ручкой размер 1. С усилием прижимаем и потихоньку откручиваем. Откручиваются даже те которые до конуса зализаны. Главное — хорошая сталь, болт мягче и отвертка врезается в него.

На самсе д быстро срываются шлицы. Я ставил на винтик паяльник и выдергивал в нагретом состоянии. Тоже давно так пользуюсь в случаях когда винт с сорванными шлицами вкручен в пластмасовые стойки: — шляпку винта немного подогреть жалом паяльника и подходящим размером отвертки выкрутить винт с соответствующим усилием.

Возьмите сверло мелкое высверлите головку вскройте аппарат потом остатки кусачками выкрутите полностью согласен. Иногда бывает что нагреваю шляпку паяльником и выкавыриваю болтик , но запоришь резьбу на корпусе но это не проблема востановишь Кстати да..

Откручивал прямой отверткой болты от панасоника Y. Проблема купить отвертку для Панасов? Щас есть все виды в изобилии. Вот после таких "прямых отверток" и мучайся потом с болтами Тонкая отвертка, самодельная, из надфиля, решает проблему легко.

Отвертка врезается в головку, только нужно в первую очередь немного покрутить в сторону зажатия, назад затем идет уже легко. Самый тупой вопрос по ремонту сотовых, за такие вопросы надо давать бан:icq Видно, у тебя проблем таких не было Если слизанные шлицы делаю так: Отламымаю использованное лезвие от скальпеля так чтобы точно входило в отверстие шурупа но перед этим жалом паяльника нагреваю сек 10 и потом с необходимым усилием откручиваю Пока ни раза не подводило Дёшево и сердито.

Бывают болтики тастолько народ закатыват, что приходится их высверливать, так-что свело тоже не плохо. Наверное часто телефоны приходят с болтами из под аудио кассет? Проверено опытом работы. Я вообще против фраз типа "не-такой-то-вопрос". Форум-то для специалистов и тех,кто стремится к такому уровню. Своим детям мы по раз талдычим одно и тоже,но тем не менее не отстреливаем Все решает первый рывок. Это не авто-мото-моторы,но система та же.

Подождите секунд 5-ть,пускай слегка остынет. Это значительно дешевле платы и дисплея,про Магнит зажать в электродрель, и на маскимальные обороты.

Токами Фуко болтики нагреваются, а правилом Буравчика сами по себе выкручиваются и складываются в коробочку. На малых оборотах, сверлом с алмазной пылью, прекрасно высверливаются любые болты. Ну закройте тему!! Кто все знает не должен ее читать.. Сталь хрупкая, но твёрдая. Зажимаю в патрон от микродрели, сильно прижимая,аккуратно вывинчиваю.

Я за кусачки заточеные и за паяльник, остальные методы либо опасны, либо труднодоступны. Очень просто берём паяльник вставляем его жалом в шляпку болта и греем патом вытягиваем. Беру зубоврачебную алмазную фрезу и делаю пропил под плоскую отвертку.

Затем просто выворачиваю без всяких усилий. Ага благо они в наличие у каждого мастера в избытке. Набор отверток достался от предыдущего мастера, года 4 им.

D отношу к ювелирам под боком работают , высверливают ессссесссенно бартер:icq Беру надфиль треугольной формы, аккуратно выямку делаю по середине болта и потом выкручиваю обычной отверткой. Электромоторчик, патрон и цанги под различные размеры , фрезу брал на радиорынке. Спрашивайте у тех кто торгует фольгированным стеклотекстолитом, у них все есть. Моторчик 12В. Очень легко этим инструментом вскрывать металические экраны на мобилках. Можно вставить любое сверло от 0,мм и высверливать теже болтики.

Под микроскопом без проблем можно править наши любимые отверточки и т. Патрон и цанги продаются в виде набора в прозрачной пластиковой коробочке. А если шляпки болта нет вообще и кусок остался в резьбе корпуса?

Кто как поступает в этом случае? Тут только акуратное высверливание поможет. Использую часовую отвёртку чуть большего размера и подпиливаю по бокам чтобы 4 угла были острые и не полностью садились в отверстия. Если в плате имеются вставыши под резьбу, то наношу на болтик капельку припоя.

Если болтик саморез, то использую вышеописанный метод с паяльником. Недавно свернули голову винтику на моторе K1. Попросили меня выкрутить. Куда там, не подобраться — болт в нише алюминиевой крышки. Пришлом брать Dremel, бор карбид-вольфрамовый и спиливать шляпу подчистую. Само тело винта по просьбе так и бросил не высверливая. Халтурщики одним словом. На отвертки нормальные жмутся и портят телефоны клиентам. У меня после прочитки всего вышенаписанного возник маленький вопрос: сколько вы берёте за такую ювелирную работу?

Я по себе сужу что нужно не 10 мин ппросидеть над одним из болтиков, да и к томуже еще и смотереть что б не угробить свой инструмент Когда нет настроения то говорю что труд будет стоить на доллара дороже из-за болтов. Если настроение есть чаще всего то про себя вспоминаю "кузькину мать" и молча кручу болты :. Клиент думает что это как 2 пальца Ну это нормально! Они всегда так будут думать.

Считаю,что ненадо стыдиться брать дополнительную плату за суету с болтами,ибо: 1. Вы тратите свое драгоценное время. Портите инструмент. Так же,вы придаете усилия и можете повредить корпус или еще что-то сломать,это не принесет вам приятных моментов в обьяснении с клиентом. Ну и нервы тоже не железные. Не всегда так просто получается. В общем самое нормальное,это сделать из советского надфиля плоскую отвертку подходящего размера и с хорошей ручкой,чтоб держаться при усилии было за что.

Надфиль сделан из твердого сплава и хорошо,даже просто отлично врезается в винт. Или сверлом,если совсем никак по другому. Ежели болтики вкручены в пласмас я использую паяльник с специально обточенным жалом немного нагрев легко откручиваются обычной отверткой не прилагая усилий. Ежели в метел то для этого у меня есть несколько специально заточенных надфилей под различные диаметры. Добрый день форумчане такая проблемка возникла хотел поставить в MacBook Pro Mind второй HDD, вместо DVD-привода необходимо было открутить втопленный винтик, но он не сорвался видимо на нем была нанесена пломба , отвертка соскользнула и съела шлицы как его лучше теперь извлечь?

Пробовал все. Наилучший результат-левое сверло. Слизаные болты откручиваю так: Беру активный флюс, припой и заливаю головку припоем. Потом когда болт наполнился оловом залудится вставляю в него отвертку и держу до остывания, и получается новая резьба потом выкручую на елементе слизаные болты! All rights reserved. Перевод: zCarot.

Треугольные отвёртки и другой инструмент для моделей

Как открутить треугольный винт? Andrey Dan. Как открутить треугольный сервисный винт? Я нашел два способа. Посмотрите — может быть найдете свое решение. Как открутить не стандартный сервисный винт?

нужна треугольная отвертка

Задать вопрос. Нужно разобрать миксер "Скарлетт". У него крышка прикручена шурупами под треугольную торцевую отвертку. Я пытался выточить гвоздь, н точного совпадения добиться не уалось. Вот такие шурупы: Длина отвертки должна быть не менее мм. Желательно или длиннее. Если у кого-нибудь есть, дайте на денек за пиво? Der Re2teur.

Tri wing как открутить tri wing

Просмотр полной версии : Сорваные болтики Как вскрыть мобильный? Вроде штифт называется. Скажите, как на мобильном отвинтить болтик Пара не откручивается

Сверхсекретный «неоткручиваемый» винт от Apple

Отвертки являются базовыми инструментами для проворачивания винтов со специальными пазами различных типов на головках закручивание и выкручивание. Отвертка увеличивает и передает вращательные движения руки на маленькую, специально заточенную рабочую часть шлиц , которая вставляется в головку винта. Обычно отвертка состоит из двух частей: рукоятка с одной стороны и шлиц с другой. Вместо рукоятки аналогичную функцию может исполнять вращающий механизм с электрическим приводом, чтобы облегчить задачу работающего с инструментом человека. Электрические отвертки стали одним из популярных типов электроинструмента.

Строительство в Севастополе — сообщество мастеров строителей и отделочников

Регистрация Вход. Ответы Mail. Вопросы — лидеры Квадрокоптер летит токо в верх модель YH 1 ставка. Не взлетает квадрокоптер 1 ставка. Перестал работать Mi band 4 1 ставка. А разве понятие "эфир" можно всерьёз рассматривать в электронике? Задача по физике 1 ставка.

Отвертки: основные типы и размеры

By kunnapuu , January 25, in Бытовая техника. Вышел из строя тепловентилятор Витёк. Попытался вскрыть, но оказалось, что половинки корпуса скреплены винтами с трехгранной головкой.

Шуруп откручивается. Как выкрутить саморез или шуруп с повреждённой шляпкой

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Как открутить треугольный болт

Отвертка Фен. Дубликаты не найдены. Все комментарии Автора. Шурупы Abstergo Industries.

нужна треугольная отвертка

То, что Apple делает все возможное, чтобы максимально усложнить простым пользователям доступ к внутренностям своих девайсов, уже давно стало притчей во языцех. Еще во времена Apple II Стив Джобс говорил, что любые попытки проникнуть внутрь корпуса и внести изменения в аппаратную конфигурацию так же кощунственны, как попытки пририсовать что-нибудь к полотну Пикассо. И вот на днях эта инженерная паранойя достигла высшего градуса: в Сети появилась фотография винта, который, по словам специалистов, простому смертному будет не открутить. Сегодня на сервисе Reddit с некоего аккаунта-однодневки обычно они создаются, чтобы публиковать конфиденциальные данные, а затем быстро удаляются, чтобы их было невозможно выследить была опубликована фотография винта весьма странной формы. Предположительно снимок был сделан в Купертино, в дизайнерской лаборатории Apple.

Саморез — это один из популярнейших видов метизных изделий современности. Часто в ремонте не обойтись без набора саморезов. Саморез отличается от других метизов тем, что имеет специальную наружную резьбу, которая, при ввинчивании, формирует в целевом отверстии соединяемого объекта внутреннюю резьбу. В отличии от своих собратьев, шурупа и винта, саморез имеет треугольную резьбу, полностью закрывающую поверхность его стержня.

Всем известно, для чего нужна отвертка. Этот инструмент просто незаменим при самых разных видах работ. Но особое место заслуженно принадлежит треугольным отверткам.

Особенности

Рекомендации опытных строителей, а также советы продавцов-консультантов и особенно телепередачи, посвященные строительству и ремонту, убедили множество людей, что работать с крепежами надо при помощи электрического инструмента. И во многих случаях это действительно так. Но все же есть ряд ситуаций, когда без ручных приспособлений не обойтись. Достоинствами любой отвертки являются:

• удобство применения при креплении очень мелких деталей;
• возможность использования там, где любой шуруповерт застрянет;
• легкость применения независимо от стабильности электропитания либо при высокой влажности;
• хранение даже в ограниченном пространстве;
• возможность применения для починки не только строительных конструкций, но и автомашин, бытовой техники, игрушек и так далее.

Трехгранная отвертка полностью соответствует этому описанию. Но она отличается от крестовидного и плоского вариантов.

Благодаря наконечнику, напоминающему равнобедренный треугольник, этот инструмент преимущественно используется при работе с кухонными приборами. Ведь почти все фирмы, выпускающие эту технику, стараются предотвратить случайное проникновение неспециалистов в ее внутренние части. Потому и крепления начали делать непривычной формы.

Если подходящего инструмента нет

Иной раз неполадка возникает, когда треугольной отвертки под рукой не оказывается. В таких случаях нет необходимости применять грубую силу и взламывать корпус кухонной техники. Достаточно заменить магазинный инструмент на сделанный своими руками. Подходящий аналог получается из шестигранного ключа для мебели. Он входит в комплект шкафа купе и любых иных самостоятельно собираемых предметов.

Поставщики мебели намеренно делают их из достаточно мягких металлов, чтобы сэкономить на обработке. Но все же можно сделать неплохой инструмент для ремонта бытовой техники. Надо будет лишь убрать избыточную часть шестигранника. Для резки предпочтителен абразивный круг, насаживаемый на гравер. Обычно требуется не более ¼ часа и 1–2 подгонки, чтобы получилась столь же хорошая трехгранная отвертка, как и входящая в магазинный набор.

Дополнительная информация

Отвертки с треугольным наконечником бывают нужны при ремонте не только кухонной техники, но и персональных компьютеров, а также разного рода механических игрушек. Если предстоит работать в труднодоступных участках, стоит применять инструмент со сгибающимся стержнем. Желательно, чтобы в набор входили отвертки, пригодные для извлечения тугих (корродировавших) крепежей. Что касается производителей, покупать изделия ведущих немецких и японских марок надо только профессионалам. В бытовых условиях вполне хватает возможностей, которые предоставляет «фабричный Китай».

Важно: трехгранная отвертка, как и любая другая, может применяться лишь строго по назначению. Ею нельзя заменять нож, штопор, клин, рычаг, подпорку и другие приспособления.

Недопустимо использовать поврежденные инструменты. Перед началом работы следует внимательно осмотреть отвертку, чтобы убедиться в ее полной исправности. Если вдруг не удается провернуть винт или иной крепеж, нельзя пытаться сделать это с максимальным усилием — иначе велик риск повредить инструмент, материал, крепеж или даже получить ранение.

Наборы отверток должны храниться и перемещаться только в специально подготовленных кейсах или рабочих переносных ящиках. Нельзя их носить в кармане. Когда вкручивают (выкручивают) крепежное изделие, запрещается держать заготовку в руке.

Рукоять отвертки надо держать чистой, старательно избегать контакта со смазочными маслами. Нарушение таких правил грозит порчей имущества или даже несчастным случаем.

Специалисты настоятельно советуют разбирать всю бытовую технику и электронику только в отключенном состоянии. Даже при этом условии следует использовать исключительно изолированные (диэлектрические) отвертки. Следует оберегать лезвие и рукоять от воздействия жара. Категорически запрещено проворачивать рукоятку, зажатую в плоскогубцах: вместо усиления эффекта это разрушит инструмент. Нельзя отверткой делать зарубки и разметку, размешивать строительную краску.

О том, чем можно заменить треугольную отвертку в случае ее отсутствия, смотрите в видео ниже.

Нужна помощь по откручиванию осевого винта * ОТКРУТИЛ*

Сообщение And » 06 мар 2008, 22:20 .

Не могу справиться.
Погрел в кипятке, и чуток турбо зажигалкой. Винт оси стронул с места, но он стал прокручиваться вместе с ответной частью.
Какие есть мысли — как это дело раскрутить, не нарушая внешнего вида?