Защита от дугового пробоя что это

6

Что такое УЗДП

УЗДП – устройство защиты от дугового пробоя – специализированное устройство, предназначенное для автоматического предупреждения и предотвращения пожара от искрения/дугового пробоя в электрических сетях и электроустановках – самой распространенной причины «электрических» пожаров.

УЗДП является третьим этапом развития средств защиты электросетей после автоматических выключателей (АВ) и устройств защитного отключения (УЗО). УЗДП устанавливается в электрощит на стандартную DIN-рейку. В случае возникновения дугового пробоя в защищаемом участке электросети, устройство отключает данный участок от питающей сети.

Дальше рассмотрим более подробно, для чего необходим УЗДП и как он предотвращает пожары.

1. Неисправность электропроводки и оборудования – самая частая причина пожаров

Самая частая причина пожаров в зданиях ­­­– аварийный режим работы электросетей и оборудования, и доля «электрических» пожаров в общем количестве пожаров в России только растет. Например, в 2020 году по этой причине произошло 63 % пожаров в зданиях образовательных организаций, 49 % пожаров в зданиях здравоохранения и социального обслуживания, 34 % в жилых зданиях. Такая высокая доля объясняется общим ростом энерговооруженности жилых и общественных зданий при отставании темпов реконструкции электросетей, несвоевременным обслуживанием электроустановок, износом электрооборудования и электропроводки.

Под аварийным режимом следует понимать не только неисправность электрооборудования, но и нарушение целостности электрических сетей и электропроводки, неправильный монтаж и установку электрооборудования, перегрузку электрических цепей и т.п. Опасность «электрических» пожаров заключается в том, что места возгораний, как правило, скрыты или находятся в недоступных местах, и огонь успевает разгореться, прежде чем очаг возгорания будет обнаружен.

В наши дни, наверное, невозможно найти жилой дом, а тем более общественное здание, где бы не были установлены автоматические выключатели, предназначенные для защиты от короткого замыкания и перегрузки в сети. В большинстве зданий также установлены устройства защитного отключения (УЗО), реагирующие на утечку тока, основное назначение которых – защита человека от поражения электрическим током в случае нарушения изоляции.

Так почему количество «электрических» пожаров не уменьшается, если автоматы и УЗО установлены почти повсеместно, и каждый год устанавливаются еще миллионы новых?

1. Дуговой пробой – основной источник возгорания

В результате многочисленных исследований причин пожаров, проведенных в разные годы в России и за рубежом, выяснилось, что в самой частой причиной возгорания в «электрических» пожарах является дуговой пробой или искрение. Дуговой пробой (искрение) возникает, как правило, в результате какого-либо дефекта кабеля или нарушения контакта, повреждения изоляции, износа или внешнего повреждения проводки или оборудования, некачественно выполненных монтажных работ. Источником искрения также могут быть электроприборы, не соответствующие нормативным требованиям. Температура в зоне искрового разряда может достигать от 2500 до 7000 градусов Цельсия, поэтому дуговой пробой при достаточной силе тока в искровом промежутке легко может стать источником возгорания. Пожароопасным считается дуговой пробой, сила тока в котором больше 2,5 Ампер. Это совсем небольшой ток для современного жилого или общественного здания, такой ток будет в цепи с нагрузкой всего 550-600 Вт – это в 2 раза меньше самого обычного электрического чайника.

Часто можно услышать возражение, что неисправности возникают только в старых изношенных сетях, однако статистика говорит о том, что дуговой пробой возникает и в новых и только что отремонтированных электроустановках. Даже если электропроводка в отличном состоянии, никто не застрахован от покупки оборудования со скрытым дефектом, случайного повреждения элементов проводки.

Типовые проблемы в электросетях, которые чаще всего приводят к появлению дугового пробоя

Различают два вида дугового пробоя: параллельный дуговой пробой, возникающий вследствие нарушения изоляции между фазным и нулевым проводниками или между фазным и проводником заземления, в этом случае ток дуги идет параллельно нагрузке отсюда название «параллельный» пробой. В последовательном дуговом пробое, ток дуги, возникающей в месте нарушения контакта или дефекта проводника, идет также и через нагрузку. С точки зрения потребителя между этими видами пробоя нет особой разницы, и там, и там возникает дуга между элементами электропроводки, которая может стать причиной пожара, разница есть с точки зрения технических средств обнаружения пробоя и алгоритмов обработки сигналов.

Пожароопасность дугового пробоя в электропроводке обусловлена не только воздействием тепловыделения дуги и возможным разлетом искр на прилегающие конструкционные и строительные материалы, но и тем, что под действием этого тепловыделения происходит карбонизация изоляции проводов в месте, примыкающем к дефектному контакту. В результате материал изоляции теряет свои свойства и постепенно из диэлектрика становится проводником. При падении изолирующих свойств до некоторого предела, возникает неполное короткое замыкание – тип короткого замыкания, сила тока в котором достаточно велика для повреждения проводов и возникновения пожара, но недостаточна для мгновенного срабатывания автоматического выключателя.

Повышенная опасность последовательного дугового пробоя заключается в том, что последовательный пробой не приводит к увеличению тока, протекающего в аварийном участке цепи, и не приводит к появлению тока утечки на землю. Именно это делает невозможным обнаружение последовательного пробоя автоматическими выключателями и/или УЗО. Последовательный дуговой пробой возникает гораздо чаще параллельного, что также делает это явление очень пожароопасным.

Виды дугового пробоя: 1. Последовательный дуговой пробой, 2. параллельный дуговой пробой фаза-ноль, 3. параллельный дуговой пробой фаза-земля

1. Устройство защиты от дугового пробоя

Для обнаружения аварийного режима дугового пробоя в электросети и предотвращения пожаров по этой причине предназначены специализированные устройства защиты от дугового пробоя, принцип работы которых основан на анализе большого количества параметров работы защищаемого участка электроцепи: тока, напряжения, частоты, наличия высокочастотных помех, других характерных признаком искрения.

Применяются различные названия данного класса устройств: УЗИс – устройство защиты от искрения, УЗДП – устройство защиты от дугового пробоя. В иностранной документации применяются названия AFCI (Arc Fault Circuit Interrupter, США) и AFDD (Arc Fault Detection Device, Европа).

УЗДП не дублируют работу автоматических выключателей и/или УЗО и не заменяют их. АВ и УЗО в подавляющем большинстве случаев не могут выполнить роль УЗДП.

Реакция устройств защиты электрических цепей на виды дугового пробоя (искрения)

Что такое устройство защиты от дугового пробоя (УЗДП) и с чем его едят?

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 течёт уже по «по воздуху». Электрическая дуга очень горячая, и за мгновения может зажечь горючие материалы вокруг, обуглить изоляцию и наделать бед. Причём 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 ввёрнутого в кабель самореза. Или, например, начинает пробивать испорченную изоляцию. В таком случае, скорее всего, параллельный дуговой пробой перерастёт 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 разорвётся. 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 ввёрнутым 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.

Классы УЗИс

В соответствии с особенностями конструкции, все УЗИс разделяются на следующие категории:

• Отдельные устройства с детектором искрения и средствами размыкания. Могут последовательно соединяться со средствами защиты от коротких замыканий.
• УЗИс с детектором искрения, входящим в конструкцию устройства.
• Прибор с детектором и защитным устройством, подключаемым на месте эксплуатации.

Монтаж и подключение защитного устройства немеханическим способом или механическими средствами, например, вставным путем или болтовыми соединениями.

Численность полюсов и токовых линий:

• Однополюсные приборы с двумя токовыми линиями.
• Двухполюсные устройства.

В перспективе рассматривается возможность производства УЗИс, способных обеспечивать информацией систему мониторинга.

▍ Ловим призрака за хвост

Инженеры до сих пор находятся в поисках надёжного 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 придётся ловить и спаивать разработчиков в пабе.

Обнаружить дуговой пробой всё-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 (жёлтая линия), масштаб в данном случае не важен. Почти идеальная нагрузка — тепловентилятор:

Все просто — растёт напряжение в линии — пропорционально растёт ток. Напряжение падает — ток в цепи падает. Обратите внимание в месте перехода напряжения через ноль — ток растёт 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 у устройства есть регулировка мощности тиристорным регулятором, который такую ступеньку создаёт, и меняя её 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, т.е. 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 её отвесность. Проще всего это сделать анализируя спектр сигнала, чем отвеснее ступенька, тем шире её 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 подъём в высокочастотной части спектра — значит это дуговой пробой и отключаем нагрузку. Правда в реальности есть нюансы…

Принцип работы устройств защиты от искрения

Каким же образом искрозащитное устройство, которое стоит в электрощитке на входе в дом, видит искрение провода в самой дальней розетке спальни или зала? Какая магия здесь используется?

Конечно же магии тут никакой нет, все основано на законах физики. Аппарат главным образом следит за спектром тока проходящего через него.

Когда в цепи электропроводки в любом месте начинается искрение, во первых искажается синусоида и она становится рваной. Сила тока и напряжение начинают скачкообразно изменяться. Возникают помехи.

Однако если бы защита была отстроена на отслеживание только этих параметров, было бы очень много ложных срабатываний. Именно этим грешили самые первые экземпляры.

Поэтому последние качественные УЗИС или УЗДП анализируют массу параметров:

• величину

• форму

• полярность

• продолжительность

• и темп следования скачков

Производителям аппаратов защиты от искрения и дуги, предписаны стандартом ГОСТ следующие три главные задачи:

проанализировать ток, и при этом убедиться что его источник именно дуга, а не полезная нагрузка

Все что искрит с током дуги меньше чем 2,5А устройство вправе игнорировать и пропускать.

• выяснить насколько опасна эта дуга по ее мощности

Ведь простое включение вилки в розетку также вызывает искрение. Но при этом ничего отключаться не должно.

• если первые две задачи успешно решены и ток выявлен, то его нужно успеть разорвать в заданное время

▍ Ложные срабатывания и шапка-невидимка

Ложные срабатывания — головная боль разработчиков УЗДП. В электросети творится полная анархия — каждая нагрузка потребляет ток как хочет, некачественные устройства ещё 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 безнадёги.

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 нашёл 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, найдётся гад, вроде меня, который откопает старую советскую лампу УФО-Б (ртутная дуговая лампа высокого давления с резисторным балластом) и включит её в сеть, При розжиге график потребления тока выглядит так:

У неё 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 нашёл 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 ёмкостей 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 тяжёл, 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 в порядке.

CS-CS.Net: Лаборатория Электрошамана

Пример AFDD от ABB — S-ARC1

Это пост называется «Вы достали каждый слать мне новость, которая не новость! Перед тем как слать — вы хоть сами задумывались над тем, где целосообразно ставить защиту от дуги?!». Вот-вот. Вот все эти ваши ссылочки и «новости», присылаемые в десятый и очередной раз «А ты знаешь? Тут вот выпустили тако-о-о-ое!» (а если какая-то сволочь и тут мне «напомнит» про УЗМ-51Ц — я её забаню нахер) заставили меня задуматься над тем, кто что пытается производить и где это всё применять.

В посте есть очень много фотографий, которые я заимствовал у разных авторов:с моего же блога, с моего же сообщества и из других блогов и источников. Эти фотографии я немного подкадрировал и постарался сохранить оригинальные копирайты, а кое-где подписал их.

Если вы нашли этот пост просто так поиском и сразу же захотели написать мне про новые образцы, то вначале загляните в раздел Сотрудничества, а потом прочитайте, что на 99% я буду использовать AFDD от ABB, потому что они более конструктивно продуманы и сделаны для применения именно там, где они и должны стоять. Тестировать разные наколенные поделки я не хочу.

Внимание! В 2021 году Меандр выпустил бракованную партию УЗМ-51м и УЗМ-50Ц, я задолбался и с 2021 года перешёл на реле напряжения от НоваТека! Читайте вот этот пост для подробной информации!

С 2021 года ABB начало продавать в России их AFDD S-ARC1 и DS-ARC1. Вот ссылка на каталог: ABB_AFDD-Brochure-2020.pdf, а вот ссылка на подробную техническую информацию по тому, как устроены и как работают AFDD от ABB: SP-256.1325800.2016-Changes-2021.pdf.

Итак, как я тут недавно писал, сейчас никто ничего настолько не читает и не осмысливает, что все теперь стараются побыстрее запостить «ссылочку другу» даже если пару сообщений назад такое уже было. Поэтому информация сейчас распространяется по схеме вируса: один услышал, передал другим, те — третьим и так далее. Про это даже МетроЭльф смеялся, когда рассказывал про одну простую «аварию» в метро. Вот тут ссылка на его пост с видео.

Из-за этого всего устройства защиты от дуги у нас теперь стали новым магическим артефактом — не иначе! Если так поржать — то архетипы общества не меняются. Меняются только те штуковины, через которые они проявляются, хех. В общем, вокруг устройств защиты от дуги сейчас всё покрыто таинством, слухами, поверьями и они превращаются чуть ли не в новую панацею, прям как лекарство от всех болезней. Попутно подключается уже и игра «выше-ниже» и начались первые закидывания какашками: «Ах, у тебя не стоит защита от дуги? Ну ты и лошааарааа! А вот знаешь, тут Меандр/ABB/хрен-ещё-кто выпустил…».

Но задаётся ли хоть кто-нибудь главными вопросами: КАК это работает и ГДЕ это применять? И ЧТО будет, если это устройство ГЛЮКАНЁТ? Вот я и задался. И результат мне не понравился, поэтому — сразу спойлерю — я решил что буду ждать некоторое время, пока это всё не отладится. И, скорее всего, буду использовать только AFDD от ABB. Почему — сейчас расскажу в этом посте.

Разбираемся с терминологией. Как именно называть такие устройства — пока не совсем ясно, потому что в нашей стране попытка производить их сразу же начинает превращаться в какую-то игру патентов и «А мы круче европы, щас своё выдумаем и подешевле». При этом каждый производитель (а я пока знаю только двух) называет своё устройство по разному. Может быть, чтобы они хорошо искались поисковиками, а может быть чтобы отхватить какой-нибудь патент на название. Поэтому на данный момент названий сейчас существует куча:

• AFDD (Arc Fault Detection Device) — международное, общепринятное, которое я и буду использовать
• Защита от дуги — мой вариант без аббревиатур. Просто и понятно.
• УЗДП (Устройство Защиты от Дугового Пробоя) — вариация Меандра
• УЗИс (Устройство Защиты от Искрений) — вариация ЭкоЛайта.

Какова задача защиты от дуги? Да, блин, простая — определить искрение проводки и отключить проблемную линию. Искрение проводки определяется анализом спектра тока, который протекает по линии. Это делается при помощи мощного микроконтроллера, который на лету обсчитывает сигнал и принимает решение о том, считать его дугой или не считать. Конечно же, алгоритм анализа сигнала должен быть таким, чтобы гарантированно отличать дугу от, например, сварки или искрения выключателя. И этот алгоритм — и есть САМОЕ ценное. А сделать железо — не так сложно.

Зачем это всё надо? Впервые это появилось в Европе и Америке, потому что там это устройство защиты от дуги нужно как воздух: там уйма каркасных домов, в которых проводка лежит открыто среди дерева, а все соединения сделаны при помощи СИЗов. Там, если какое-то соединение начнёт искрить — будет пожар, потому что вокруг есть чему гореть. Вот, например:

Пример проводки в карскасном доме USA/Europe

А вот один из щитков, которые ставятся в такие каркасные конструкции. Обратите внимание на то, что там СИП заходит прямо внутрь щитка (а у нас это запрещено).

Пример щита, используемого в Америке

В нашей стране правила всегда были более жёсткими и уже рассчитанными на то, что соединение будет гореть. Ну или на Суровый Русский Светодиод:

Суровый Русский Светодиод

У нас вся проводка, которая идёт в сгораемых конструкциях, должна делаться в металлических трубах. То есть, если вы строите каркасный дом в нашей стране — то извольте стальные трубы. Причём, напоминаю, толщина стенки стальных труб тоже указывается в правилах таким образом, чтобы плавящаяся медь жил кабеля её не прожгла.

А вот в других странах изначально никто про это не думал и не парился. А сейчас, наверное, кусают локти, потому что по их стандартам устройство защиты от дуги у них теперь надо ставить обязательно. Конечно же, это мои догадки, основанные на фактах и логике, но для меня такие выводы лучше, чем тупое повторение в виде «А вот в Европе уже как десять лет… а у нас… вот мы отсталые». Даже статистика разная. Если «у них» большинство пожаров приходится на херовые соединения СИЗами и проводку в дереве, то «у нас» — на пониженное напряжение в старых домах, из-за которого горят компрессоры холодильников. Во всяком случае, такая статистика была в 2011-2014ых годах по Подольскому и Климовскому району Московской Области. Почти из первых рук.

Почему устройство защиты от дуги — это не панацея? Давайте придумаем разные случаи проблем с проводкой и подумаем:

• Если проводка находится в негорючем месте (стальные трубы среди дерева, бетон стяжки, штукатурка) — то гореть там будет нечему. Бахнет, задымится — и скорее всего обойдётся.
• Если соединение будет просто очень сильно греться, например как на фотке выше — то дуги не будет. И AFDD не сработает! Учтите это! А температура от этого соединения может чего-нибудь поплавить или поджечь.
• Альтернативный вариант: «Хазяина! Мы тебе сэкономили! Все розетки сделали кабелем на 1,5» (я щас такой щит тоже считаю) с автоматами защиты на 16..25А. В общем, когда греться будет кабель — долго, нудно и сильно. Здесь защита от дуги тоже не поможет, а кабель сможет что-то нагреть вокруг себя и поджечь.

То есть, AFDD (защиту от дуги) делает именно то, что делает — спасает от длительного ИСКРЕНИЯ. Но никак НЕ от перегрева хреновых соединений!

А где дуга или искрение будут вредны? Снова подумаем вместе (написано по мотивам странички про AFDD от ABB):

• ВЗРЫВООПАСНЫЕ помещения (но такие, где опасная концентрация чего-либо для взрыва создаётся непостоянно). Всякие автозаправки, газовые станции. А может и места, где работают с тонкой горючей взвесью — мукой, угольной пылью, тонером, опилками. Там малейшая искра может привести к крутому объёмному взрыву. И вот здесь паранойя не помешает: лучше отрубить линии, чем получить взрыв.
• Искрение из-за плохих соединений (напоминаю: но НЕ нагрев этих соединений!) — скрутки, плохо затянутые контакты розеток, автоматов, клемм. Поможет, когда соединение от нагрева окислилось настолько, что начало искрить. Пока греется — не поможет.
• Деревянные дома — как дополнительная защита, если проводка сделана по правилам.
• Места, где человек может заснуть с включенными приборами: жилые комнаты, всякие больницы и прочее подобное.

В общем, делаем отсюда главный вывод: защита от дуги (AFDD) — это НЕ ПАНАЦЕЯ! И ОНА НЕ ПОМОЖЕТ ПРИ НАГРЕВЕ СОЕДИНЕНИЙ ИЛИ КАБЕЛЕЙ! ОНА СРАБОТАЕТ ТОЛЬКО ПРИ НАЛИЧИИ ИСКРЕНИЯ ИЛИ ДУГИ! В других случаях вы спокойно можете сгореть нахрен, если от перегрева кабеля у вас загорится утеплитель вокруг него в деревянном доме. Посмотрите вот этот пост про сгоревший щит в Иркутске: там AFDD тоже НЕ поможет — из-за хренового контакта в счётчике соединение не стало искрить. Оно начало просто греться и постепенно подожгло щит.

Вывод второй: AFDD крайне нужно в Европе и западных странах, потому что там проводка уложена «как есть» внутри деревянных конструкций домов, и они ВЫНУЖДЕНЫ ставить защиту от дуги, чтобы это не полыхнуло. И поэтому у них защита от дуги «Strongly Recommended» — «настойчиво/строго рекомендуется» к применению. А у нас пока что этот ГОСТ тупо скопировали, даже не разбираясь, что к чему. И, конечно же, большинство сразу стали кричать: «А вот у них.. обязательно, строго, опасно! Нам тоже так надо». А вот вдуматься в причины этого — неа, это мы не хотим. Зачем же тупо повторять, не понимая причин?

И вот теперь, когда я понял причины того, почему и зачем создавалась защита от дуги в западных странах, я могу понять задачи и требования, которые она должна решать. Скажем, вот такие вот:

• Давать всей технике нормально работать в штатном режиме и не реагировать на искрение вилок, работу коллекторных двигателей или сварочных аппаратов в суровых американских гаражах.
• Отключать линию только при наличии стабильной дуги. Простым языком — не когда что-то чиркнуло, а когда начался полный пиздец проводке и надо принимать решение немедленно. То есть, иметь грубую чувствительность и хорошую помехоустойчивость.
• Отключать линию навсегда. Безо всякого повторного включения. Отключили — и не включаем назад!
• Чтобы не мешать работать другим нагрузкам, отключать только ту линию, на которой возникла проблема. Это ОЧЕНЬ важно именно для домов, потому что никому не хочется получить лопнувшие трубы зимой, приехав с отдыха на морях и увидев, что всё отрубилось из-за забытой зарядки в спальне мансарды. Про этот пункт мы поговорим очень строго и чуть ниже по тексту.

То есть, самое важное, что тут надо выделить — это то, что защита от дуги не должна иметь паранойную чувствительность, как пытаются сделать наши производители (и получают тьму глюков) и отключаться при каждом чихе. Её задача — рубить, когда дуга получилась уже устойчивой, кода точно горим. И рубить так, чтобы потом не включаться.

И теперь мы подбираемся к самому главному вопросу. В каком месте щита ставить защиту от дуги? Вот тут вот у меня, собственно, и есть самая важная волна матов и желание всем гвозди в голову позабивать. Потому что почти все наши производители почему-то как раз-таки и решили, что защита от дуги мало того что должна реагировать на каждый чих — так она ещё и должна ставиться сразу же на вводе щита — вместо или там же, где реле напряжения ставится!

И поэтому у наших производителей и получаются на данный момент сплошные косяки. Если защита от дуги ставится на вводе щита — то она должна уметь определять дугу в большом диапазоне токов. Скажем, от 1 до 63А. И ещё и одинаково определять. Если мы меряем ток через трансформатор тока — то начнутся проблемы: при мелких токах у него потеряется чувствительность, а при больших — она снова потеряется, потому что трансформатор будет входить в насыщение! А они хотят буквально понимать западный стандарт (ставший уже нашим ГОСТом — его тупо перевели и приняли) и сделать так, чтобы защита от дуги была очень чувствительной…

Второе. Мой любимый Меандр пошёл по радикальному пути. Он решил насильно впихивать защиту от дуги ВСЕМ подряд. Потому что новый ГОСТ, и потому что они одни из первых получили на неё патенты. Причём альтернатив нету, и вы помните пост, где я ругался на Меандр за это. Они на меня обиделись, сказали что пост — это заказуха конкурентов и «мы хотели как лучше» и с тех пор больше не общаются.

В чём проблема защиты от дуги на вводе? В том, что она становится неподконтрольна разным токам и глюки с чувствительностью будут ОБЯЗАТЕЛЬНО. Почему — я описал выше: из-за того что невозможно получить одинаковую чувствительность датчиков тока в разных диапазонах этого тока. То есть, пока что по моему мнению, защита от дуги на вводе будет или почти не чувствительной, или глючной как божий день.

А теперь — самое шикарное. Сравним Европейский подход и Наш подход. В Европе частных жилых домов (да ещё и с проводкой, лежащей в дереве открыто) — больше, чем квартир. У нас — наоборот. Поэтому они, когда создавали AFDD, думали о защите домов и о том, что в домах есть КОТЕЛЬНАЯ. Ну или хотя бы газовая колонка или котёл, которые отвечают за всё ОТОПЛЕНИЕ дома. Поэтому они изначально закладывали AFDD как ОТДЕЛЬНОЕ устройство типа УЗО: хочешь — ставь, не хочешь — не ставь. Хочешь ставь несколько на разные группы автоматов, не хочешь — ставь одно-два на весь дом.

А вот если смотреть на наши поделки, то складывается ощущение что их создатели (и тот же самый Меандр) думали только о квартирах и знать не знали про то, что на свете есть жилые дома и тем более коттеджи. А в этих домах есть котельные. А в нашем климате есть ещё и сильные морозы. Это в Европе мороз в -15..20 градусов — ЧП, а у нас норма, а для некоторых регионов — вообще фигня.

В такие морозы система жизнеобеспечения дома очень важна. И именно поэтому мы ставим и генераторы, и мозгуем про всякие альтернативные источники энергии, инверторы и СМС-уведомления. Если ты не на море — то по СМСке о том, что пропало питание надо бежать и доливать топлива в генератор.

А нам предлагают ставить защиту от дуги на вводе дома или квартиры. Что будет, если вы уехали на море на новый год (берём ситуацию: морозы, а вас долго нет), а защита от дуги глюканёт или действительно честно по дуге отключится? В квартире самое страшное — это потеря связи (охранка, сервера, видеонаблюдение) и выкинутый потёкший холодильник. И то его можно попытаться отмыть.

А вот в дачном доме — ПИ##А КОТЕЛЬНОЙ. Да, в самом худшем случае! Причём полная. Это реально, особенно если дом топится газом, потому что для газовых котлов обязательно надо делать окошко (решётку, щели) в двери котельной, чтобы к котлу нормально проходил воздух для горения газа. Котёл встаёт — через окошко приходит холод — котельная вымерзает — трубы лопаются от мороза и вы попадаете на огромные деньги. А в самом худшем случае — не можете быстро запустить всю систему, чтобы согреть дом.

Вот она — цена УЗМ-51МД с защитой на вводе. И именно поэтому я так настойчиво пинаю Меандр, чтобы они или оставили УЗМ-51М в производстве, или сделали отключаемой защиту от дуги в УЗМ-51МД. Мне не нужна защита от дуги непосредственно на вводе. На вводе надо защищаться от аварийного напряжения, чтобы сберечь технику от него. И котельная моя — пускай горит от дуги. Чаще всего котельная делается отдельным помещением, выложенным плиткой или с голыми стенами, где и гореть нечему. И защиту от дуги я бы ставил бы на розетки и бытовую технику. Отдельно, группами, как УЗОшки.

Я написал Меандру письмо, но ответа так и не получил. И мне до сих пор непонятна их политика: почему они хотят, чтобы все их устройства защиты были ТОЛЬКО с защитой от дуги и почему эту защиту от дуги нельзя отключать? Они пробуют метод Стива Джобса? «Вы должны захотеть это купить»©? Но ведь цена ошибки — это не стоимость УЗМ-51МД (даже если оно станет стоить 5 тыр) — а это котельная дома стоимостью в десятки и сотни тысяч и потерянное время на замену размороженных труб и оборудования!

Если бы защиту от дуги в УЗМ-51МД можно было бы отключать — то я бы первый перешёл бы на МДшки и начал бы их тестировать. Да и мои заказчики были бы спокойнее и решали под свою ответственность. Например, если в доме живут постоянно — то защиту от дуги можно включить и стать тестером продукции Меандра (и Меандру останется только собирать отзывы вида «Включил такой-то инструмент, пошли глюки»). А если ты из этого дома уезжаешь надолго — то:

• В щите есть отключение всего лишнего. Остаются работать только котельная, жизнеобеспечение дома (насос скважины, охранка) и прочие мелочи типа привода ворот. То есть 3/4 дома просто отключаются. И дуге там не с чего возникать вообще.
• Под свою ответственность ты мог бы решать между «всё отключится» и «всё сгорит к чертям». И если захотел бы перестраховаться — то отключил бы защиту от дуги, уезжая на моря в зимние морозы (а летом можно оставить — летом нет долгих минусовых температур).

Следующее, о чём никто не думал у нас — это то, а КАК потом определить линию (или группу линий), на которой возникла дуга? Вот вырубилось у тебя ВСЁ. Ты включаешь защиту — она снова вырубается. Шо делать? Как понять? Если бы устройство защиты от дуги было бы отдельным — то тогда можно было бы решать, куда его ставить. Например, на неотключаемые линии вообще не ставить, а на остальные ставить группами так же, как мы ставим УЗОшки: «Свет», «Розетки Комнат», «Техника Кухни», «Розетки Кухни», «Санузел», «Кондиционеры и Тёплые полы».

То есть, правильная методика применения AFDD — такая же, как и УЗОшек — дели линии на логические группы и защищай эти группы от дуги отдельно так, чтобы срабатывание одного AFDD не отрубало весь дом или всю квартиру. У европейских производителей всё так и сделано: AFDD выпускаются отдельными устройствами таким образом, чтобы цепляться до или после автомата отходящей линии. Здесь есть очень много логики и точности:

• Тогда мы можем выпускать AFDD на разные токи и корректировать датчик тока дуги так, чтобы он работал в определённых диапазонах номинального тока. Скажем, от 20 до 100%. И тогда внутри для номиналов «16А» и 32А» можно будет ставить такие датчики тока, который будут давать нормальную чувствительность.
• Логично ставить AFDD на небольшую группу линий или вообще строго по штуке на линию. Это даст сокращение ложных срабатываний, потому что если поставить AFDD на большое количество линий (или на всю квартиру/дом), то суммарный ток помех и разной фигни как раз-таки и может детектироваться устройством как дуга. Что мы и наблюдаем во всех нашенских поделках как непонятные глюки. Производители то так загрубляют чувствительность датчика, что он и искрение не ловит, а то делают такой паранойной, что он от запуска пылесоса или микроволновки срабатывает. Иностранные AFDD именно поэтому и выпускаются с небольшими номинальными токами. Например, у ABB S-ARC вообще есть только с номиналом до 20А. Вы думаете, что это неспроста? О, да. Это неспроста! Как раз для того, чтобы никакие ИДИОТЫ не додумались ставить AFDD сразу на тьму линий и не получили глюки. Точно так же, как сделано с УЗОшками на 10 мА (0,01 А) — они выпускаются на 16 или максимум на 25А, чтобы не получить ложные срабатывания от естественных токов утечки.
• Отдельное устройство сразу же покажет, на какой именно линии проблема и никоим образом не отключит котельную: его небольшой ряд номиналов просто не даст тебе поставить его на весь дом разом. Эврика, чёрт подери!

Вот давайте-ка и глянем на ABBшное S-ARC1 (я его вживую ещё не видел — попробую попросить образец у АББ потестить):

Устройство защиты от дуги ABB S-ARC1 (©ROMUZ)

Ничего не напоминает? Конечно же, напоминает! В первую очередь дифавтомат серии DS201/DS202C, а во вторую — обычную модульку серии S200. Что мы можем вытянуть из этой фотки и данных на страничке ABB:

• Все зажимы у него будут совпадать с другими в серии System Pro M Compact: автоматами, УЗО, дифавтоматами. Поэтому сюда можно применять те же гребёнки и прочие прелести монтажа, что и с остальной модулькой ABB.
• Подавать напряжение можно как сверху, так и снизу. Обозначение контактов «1/2» или «2/1», как на дифавтомате, говорит нам об этом.
• AFDD сразу же совмещено с автоматом защиты линии определённого номинала (B, C и от 6 до 20А). Это сильно упростит сборку щита и логику его работы: такие AFDD можно сразу соединять гребёнкой PS2/xx, а так как к ним подключаются и фаза и ноль — то в щите напрочь исчезнут нулевые шинки. Также мы имеем нормальные 6 кА отключающей способности, а не хрен знает что.
• Это устройство электронное. Вообще, вся защита от дуги будет электронной, потому что нужен мощный микроконтроллер для обсчёта спектра дуги. Это нормально. Но в данном случае вся начинка: электроника, AFDD и автомат защиты от сверхтоков самих же контактов отлично совмещена в одном устройстве. Поставил — и ничего больше не надо мутить в щите.
• Делается оно, скорее всего, на заводе в Италии, там же где и УЗО с Дифавтоматами (это надо бы уточнить): детали корпуса очень похожие.
• Сама конструкция (то, что AFDD совмещено с автоматом) и ряд номиналов вынуждает тебя ставить его ПРАВИЛЬНО — на конкретную отходящую линию. ОДНУ линию. А производитель в свою очередь может дать гарантию того, что все датчики и алгоритмы будут нормально работать именно на одной линии. А не на всём доме с таким вот шкафом (Поварово).

Вот вам и ответы на все вопросы, не так ли? И ведь эту логику я вытащил из своей головы и краткого описания ABBшного AFDD. Но тут этот вложенный в AFDD смысл считывается: и защита от дурака («а я поставил одно на весь щит, и оно глючит») есть, и сразу же совмещено с автоматом (удобнее переделывать старые щиты), и работать, скорее всего, будет надёжно — потому что задача AFDD (ещё раз напоминаю) — отключать именно реальную долгую дугу, а не искрение от коллектора двигателя.

А теперь — десерт и вкусное. То, что творится у нас. Логика? Какая логика? Напихаем всего побольше, чтобы круто было! И поменьще альтернатив, господа — покупатель не должен думать, он должен потреБЛЯТЬ товар! И чем чаще он его меняет — тем нам и выгоднее.

Первое — мой любимый и многострадальный Меандр УЗМ. Зачем было начинать резать курицу, которая несла золотые яйца? Ради нового ГОСТа? Ради госзакупок? Ради «это будет лучше чем старое», хотя мы выяснили стоимость риска отключения всего дома из-за глюка дуги и увидели, что у западных производителей не принято ставить AFDD один раз на вводе…

На данный момент у Меандр производится и УЗМ-51М — хорошая, вылизанная всем форумом защита (вот тут скопированный пост Ksiman’а про неё), и производится УЗМ-51МД — та же версия с защитой от дуги. Ходят слухи, что в этом, 2021 году, Меандр опять будет перекрывать кислород и заставлять всех переходить только на «МД», убирая «М» из продаж. Кой смысл это делать? Я до сих пор не понимаю, а мои письма к Меандру остаются без ответа — крепко они на меня обиделись за суровую правду жизни.

Пример УЗДП — Меандр УЗМ-51МД (©Designman)

Я знаю всего несколько человек, которые захотели купить «МД» и знаю много-много людей, которые покупают «М» пачками для своих щитов. То есть, на данный момент не выходит аленький цветочек © у Меандра, как они не старается его продвигать.

Поясняю ещё раз кратко и прямо, без словесных пассажей и игрищ. У меня нет претензий лично к Меандру и нет консервативности к новому. Мои претензии к тому, что Меандр оставляет нас без альтернатив к выбору, когда собирается выпускать только «МД». Я считаю, что если уж и делается такое совмещённое устройство, то на нём должна быть кнопка «выключить» или «дайте мне ток, пусть даже всё горит». Такая кнопка есть даже на некоторых системах защиты от протечек и зовётся «Дайте мне воду». Именно на это я и напираю: сделайте отключаемой защиту от дуги — и вопросов не будет. Вы получите море бесплатных тестеров, которые вам же и помогут и скажут доброе слово. Да и люди будут иметь альтернативу, потихоньку привыкая к новому.

Наш юзер Designman купил ещё первую версию УЗМ-51МД и начал его мучить. Вот ссылки на его посты из сообщества:

• Долгожданное испытание УЗМ-51МД. Часть 1
• Долгожданное испытание УЗМ-51МД. Часть 2 — Разборка
• Долгожданное испытание УЗМ-51МД. Часть 3 — Эксплуатация
• Долгожданное испытание УЗМ-51МД. Часть 4 — прошивка VER.3

Наблюдаем то, о чём я и писал: в попытках сделать одно единое устройство мы получили глюки из-за разной чувствительности датчика тока и попыток ловить мелкую дугу от искорки и на токе в 1А, и на токе в 63А.

А вот и фотки УЗМ-51МД изнутри (из его постов). Здесь виден забавный, блин, кулибинский индуктивный датчик тока.

Датчик дуги у Меандр УЗМ-51МД (©Designman)

Большая железка — это фазный контакт реле напряжения, которое отключает нагрузку. Зелененькие штучки рядом с ним — это индуктивности, на которых наводится ток за счёт магнитной индукции. И вот этот вот ток анализируется микроконтроллером и принимается решение: похож ли он на дугу или не похож.

Датчик дуги у Меандр УЗМ-51МД (©Designman)

У этого датчика сразу же вылез один классный косяк. Он, сцуко, реагирует на наводки. И не только на наводки от внутреннего фазного проводника, а на всякие. Например, от импульсного блока питания вольтметро-амперметра Меандр ВАР-М01-08 (спасибо Ksiman за обзор). Вот по этой ссылке — «Меандр жжет. Дугой. УЗМ-51МД и ВАР-М01-08 не работают на одной рейке» — пользователь gregory пишет о таком приколе. А если рядом с УЗМ-51МД будет стоять вводной автомат? Ведь в автомате есть электромагнитый расцепитель, который представляет из себя катушку с проволокой. Которая тоже излучает чего-то в пространство, хех!

На данный момент Меандр пишет о том, что он отладил все глюки с МДшкой, но она до сих пор хреново реагирует на сварку. Настолько хреново, что где-то на форумах Меандр предлагает шунтировать МДшку на время сварки автоматом (!!). Что ж за пипец-то такой?!

И — самое главное — у Меандра эту защиту НЕЛЬЗЯ отключить. Например, в том же примере со сваркой, я бы отрубил защиту от дуги на время стройки, пока рабочие с покоцанным инструментом шляются. А потом включил бы назад. А ещё у него есть АПВ (Автоматическое Повторное Включение) на защиту от дуги. Это же как? Типа погорело — выключили — включили — догорай, дом? То есть, тут уже прямо читается то, что я против устройств «всё-в-одном» и не хочу их применять.

…но у Меандра самая лучшая защита по напряжению. Поэтому если они и дальше будут продолжать насильно насаждать только версию «МД», то я буду брать их и выкусывать (или коротить) этот чёртов датчик дуги и юзать их как обычные «М». Вот так вот.

Идём к следующей поделке — устройству защиты от искрений (заметьте — не от дуги!) УЗИс-С1, обзор которого делал Алексей Надёжин (Ammo1): Обзор: Устройство защиты от искрения УЗИс-С1-4. Далее я использовал фотографии, которые выложены у него в ЖЖ по ссылке (я сохранил их себе на блог):

Пример УЗДП — УЗИс (устройство защиты от искрений) ©Ammo1

Делает его неизвестный мне и первое, что тут бросается в глаза — то, что у этого устройства ВЫХОД СВЕРХУ, а ВХОД — СНИЗУ. А это пипец для всех щитов. Вы знаете, я местами очень жёсток, поэтому уже с этого момента у меня сразу же сложилось предвзятое отрицательное мнение про это устройство.

В комплекте с ним Алексею Надёжину дали ещё и тестовую вилку, которая генерирует в сеть сигнал, который девайс определяет как дугу. Также в этом устройстве есть ещё защита от повышенного напряжения сети. Ну, это понятно — начинка-то во всех AFDD электронная, поэтому её и надо защищать.

Пример УЗДП — УЗИс (устройство защиты от искрений) ©Ammo1

А нас интересуют фотки внутренностей этого AFDD, которые сам же производитель и выложил в том ЖЖ. Вот весь комплект. Давайте попробуем посмотреть на него:

Устройство защиты от дуги УЗИс внутри (фото производителя)

Вот плата электроники. Виден варистор для защиты от выбросов напряжения. Правда его бы хорошо бы одеть в термоусадку, чтобы он не сильно взрывался при повреждении. Ну и виден большой микроконтроллер (его марка не видна). Ноль не разрывается, а проходит через устройство транзитом.

Устройство защиты от дуги УЗИс внутри — электроника (фото производителя)

А вот вам силовая часть. И вот тут встаёт первый пиздец. ГДЕ, МЛЯТЬ, ДУГОГАСЯЩАЯ КАМЕРА? Какова отключающая способность у этого устройства? Кто-то её тестировал? А ведь устройство-то рассчитано на 40А номинала тока! Даже на УЗМке у Меандра указана отключающая способность в 4,5 кА. А тут что?

Устройство защиты от дуги УЗИс внутри — силовая часть (фото производителя)

Также мы видим трансформатор тока, при помощи которого меряется ток в линии и большой электромагнит, который должен отключать расцепитель автомата. Ещё в левой нижней части фото виден силовой контакт. На нём есть напайка — хоть это хорошо.

По этому девайсу у меня возникли вот какие мысли и вопросы:

• Всё-таки, какова у него отключающая способность в кА при таких-то номиналах рабочего тока? Где дугогасящая камера? Её нет ни на одном фото, и в корпусе не видно ни одного отверстия для выхода горячих газов от дуги.
• Где кнопка «Тест» на самом устройстве? Тестовую вилку можно потерять, а кнопка позволит тестировать устройство на самом устройстве. Она должна быть.
• Устройство работает как расцепитель. Очень хорошо: сработав, оно отключит линию навсегда, пока человек не придёт разбираться.
• Почему ввод снизу? Ведь в нашей стране негласно принято делать ввод всегда сверху, а тут это нарушено.
• Блок питания, кажется, с гасящим конденсатором, если я ничего не путаю. Кто-то тестировал эти конденсаторы, чтобы не повторять ошибки Меандра с ними (когда УЗМки глючили в 2013 году из-за того что конденсаторы из плохой партии теряли ёмкость)?
• Почему на корпусе «IN» и «OUT» написано не по нашенски? Стащили откуда-то устройство целиком или стащили корпус (матрица для отливки корпуса стоит сотни тысяч и поэтому разрабатывать свою всегда дорого)?
• Насколько нормально работает такой трансформатор тока в диапазоне от 0 до 40А? Нет ли насыщения ферритового сердечника? Какие тесты проводились?
• Насколько это устройство с таким огромным ферритом устойчиво к внешним помехам от соседней модульки? Может быть оно наводку от катушки линейного контактора частотника будет как дугу воспринимать?

Самое смешное — что дня четыре назад этот производитель написал мне мыло и предложил прислать образцы этого УЗИса, чтобы я его попиарил или протестировал. На обзор, в общем. Я его послал лесом, потому что снова никто не думает про методологию использования. Куда его ставить? На ввод? Нет, не годится! На отдельные линии? А как его совмещать с УЗО и автоматами? Нет, спасибо. Я лучше подожду и выберу АББ =)

Мля, такое ощущение, что теперь все конторы подряд будут делать AFDD, совершенно не понимая ни хрена в этом. Ждите, млять, вал AFDD, похожих на автоматы ИЭК, ТДМ и прочих. Потому что именно таких корпусов для модульки навалом =)

Только не надо слать мне их на тесты и писать про них — мне это НЕ ИНТЕРЕСНО.

Итак, подводим итоги. Вот какие тезисы можно выписать из этого поста:

1. Устройства защиты от дуги были созданы именно для того, чтобы защищать от ДУГИ, а не искрений. Нормальные AFDD, скорее всего, не должны срабатывать от искрений вилок или коллекторных двигателей. И, скорее всего, на сварку.
2. AFDD, если применять его бездумно, даёт ЛОЖНОЕ чувство защищённости! Это не так! AFDD НЕ поможет, если какое-то соединение будет долго греться и своим жаром подожгёт что-то вокруг. AFDD не определит этот перегрев как дугу. Всё будет гореть, а AFDD может не сработать.
3. В западных странах AFDD настойчиво рекомендуют к установке из-за того, что ранее у них были более щадящие правила прокладки проводки. И в большинстве домов проводка лежит внутри деревянных конструкций. Соединения в Америке, например, чаще всего делались на СИЗах. Вот именно здесь длительное искрение проводки может привести пожарам. И именно для этого и разрабатывались западные AFDD.
4. Технически сложно сделать такой датчик дуги, который будет иметь хорошую защиту от помех и одинаковую чувствительность в широком диапазоне токов (например от 0 до 63). Поэтому западные устройства выпускаются на небольшие номиналы токов.
5. Небольшой номинал тока западных AFDD даёт возможность поставить их только на одну-две линии щита. А это автоматически избавляет от ложных срабатываний, которые могут быть из-за суммирования разных помех и форм тока, если после AFDD отходит много протяжённых линий.
6. Ставить AFDD на вводе в квартиру чревато потерей только холодильника. А вот ставить AFDD на вводе в дачном доме чревато потерей («разморозкой») котельной или труб, если AFDD глюканёт. Поэтому «правильные» AFDD выпускаются в виде отдельных устройств, чтобы разработчики могли их ставить только на определённые линии или группы линий щита.
7. Чаще всего западные AFDD специально совмещаются с автоматом защиты линии: это позволяет и ограничить номинал тока для внутреннего датчика дуги, и сразу же защитить линию от сверхтоков и «заставить» разработчика ставить AFDD вместо автомата для защиты только одной линии щита (чтобы исключить помехи и наводки).

Почему все наши производители решили, что они сумеют обмануть систему и сделать на коленке более крутое устройство — я не знаю. Но сейчас получается как в истории про немцев и автоматизацию производства (вон, у DI HALTа она была) — про народную смекалку. Ну не нужна тут находчивая смекалка, млять! Не нужна! Здесь нужно понимание того, где и зачем это устройство будет применяться. Перед тем, как делать — спросили бы любых щитовиков. И щитовики им и ответили бы, что ставить AFDD на вводе щита — рисковая лотерея. И наш рынок AFDD пошёл бы по совсем другому пути.

В общем, для себя я решил следующее:

1. При грамотно сделанной (и обслуживаемой) новой и свежей проводке в квартире AFDD пока совсем ни к чему. Напоминаю: оно не должно паранойно отключаться при искрении, поэтому не будет (и не должно) срабатывать при каждом чихе.
2. При грамотно сделанной (и обязательно обслуживаемой) проводке в дачном доме/коттедже (если это деревянный дом — то в стальных трубах) AFDD также не совсем нужно.
3. Ставить AFDD на вводе чревато полной потерей жизнеобеспечения дома. Поэтому все AFDD, которые будут совмещаться с реле напряжения/УЗО и прочей хернёй вида «всего одна штука защитит вас целиком» можно сразу же исключать из рассмотрения. Для меня их просто не будет существовать.
4. Если уж мы решили ставить AFDD в щите — то его надо ставить на одну или несколько отходящих линий. Точно так же, как мы обращаемся с УЗО.
5. Я буду ориентироваться на AFDD от ABB, потому что они сразу же совмещены с автоматом защиты линии и имеют те же зажимы, что и остальная модулька. Они стоят дорого, поэтому ставить их надо будет только там, где это действительно нужно. И это хорошо — пускай это заставит задуматься людей и не считать AFDD новой панацеей «от всего».
6. Если Меандр снова уберёт УЗМ-51М из производства навсегда — то я буду брать УЗМ-51МД, вскрывать их и отключать там датчик дуги (откусывать или коротить — проведу опыты).

На этом у меня всё!

▍ Из крайности в крайность

Противоположной проблемой является потеря чувствительности на длинных линиях. Любой кусок проводника обладает собственной индуктивностью и распределённой ёмкостью. 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.

Схема подключения

Для начала – схема самого УЗДП:

Принципиальная электрическая схема УЗДП

Обратите внимание ещё раз – как на схеме, так и в реальном устройстве ВХОД снизу, ВЫХОД сверху!

Схема включения нашего устройства простая, главное – защищать его автоматом!

Схема подключения УЗДП ИЭК через защитный автомат

УЗО, Дифавтомат подключаются по обычным правилам. В итоге схема включения будет такой:

Включение УЗДП в схему совместно с защитным автоматом и УЗО

Вместо связки АВ + УЗО можно применить Дифавтомат. У того и другого варианта есть свои плюсы и минусы, но сейчас не об этом.

Устанавливать УЗДП лучше поближе к потребителям, в квартирном щитке. Так обеспечится максимальная чувствительность. При этом нужно понимать, что проблем с электропроводкой ДО места установки УЗДП не обнаружит.

▍ 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 дешёвые 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.

Виды и типы УЗДП

При всем при этом, ГОСТ не определяет как именно это сделать. Каждый производитель решает задачу по своему и оформляет соответствующие патенты.

Меандр УЗМ 51МД

Только при наложении в совокупности всех факторов, защитный аппарат определяет что в цепи появилась дуга и отключает ее.

Если импульсы в сети меньше заданной амплитуды, то это считается не опасным и прибор не реагирует.

Ручных настроек в отличии от привычных нам реле напряжения, на таких дугозащитных «автоматах» нет.

В релюшках напряжения можно подкрутить срабатывание как по верхней границе, так и по нижней. Здесь же все параметры задаются на заводе изготовителе.

Безусловно, у самых первых подобных экземпляров все еще встречаются погрешности и ложные срабатывания. Технологию нельзя назвать до конца отработанной.

Однако большинство грубых ошибок уже исключены. Например обыкновенный пылесос, блендер или дрель, при включении могут породить похожую на дугу определенную волновую характеристику. Также дуга возникает при электророзжиге плиты.

Любой щеточный электроинструмент искрит, в особенности если его щетки уже достаточно выработались. Не говоря уже про начальный бросок пускового тока.

Производители учитывают все эти рабочие моменты и ложных срабатываний у качественных моделей становится все меньше и меньше.

Как быстро должны срабатывать такие устройства обнаружения дугового разряда? Зависит здесь все от напряжения и номинала тока дуги.

По требованию стандарта IEC 62606 при токе в 10А время срабатывания не должно превышать 0,25 секунд.

Вот таблица всех значений:

▍ 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, причём это не придурь разработчиков, и встречается и у именитых западных производителей. Я уверен, конструкторы до последнего старались сделать 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 лёгких.

Маркировка

Маркировка может наноситься непосредственно на корпус прибора или размещаться на закрепленной табличке. Сюда входят следующие данные и характеристики:

• Название производителя или его торговая марка.
• Номер серийный или по каталогу.
• Величина номинального тока, напряжения и частоты.
• Показатель номинальной коммутационной способности.
• Принципиальная электрическая схема.
• Ссылка на ГОСТ.

Степень защиты, превышающая IP20, должна соответствовать фактическому стандарту, независимо от способа установки. Если же для повышения защиты используются специальные аксессуары и приспособления, они должны быть отражены в технической документации. Здесь же размещается полная информация об изделии, в том числе и пункты, не вошедшие в маркировку.

Для обозначения разомкнутого и замкнутого состояния используются символы «О» и «|». Последний наносится в виде прямой вертикальной линии. Данная индикация может наноситься с помощью дополнительных национальных символов страны, где используется устройство. Данная символика должна обязательно просматриваться после монтажа УЗИс на свое место. Вместо обозначение может использоваться кнопка, находящаяся в замкнутом положении, которое хорошо просматривается. Если же она не удерживается в данной позиции, то положение контактов обозначается другими доступными средствами.

Зажимы для подключения к питающей сети и нагрузке также обозначаются маркировкой. Это могут быть надписи «сеть» и «нагрузка», нанесенные возле соответствующих контактов или указательные стрелки в направлении потока энергии в сети. Символом N обозначаются контакты, предназначенные для подключения нейтрального провода.

▍ 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 ко 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 перекрёстными помехами. Разработчики принимают меры, и различными приёмами снижают чувствительность к перекрёстным помехам с переменным успехом.

Принцип работы AFDD+

Решение Eaton AFDD+ использует цифровую технологию со встроенной функцией обработки и «умной» оценки текущих сигналов, чтобы обеспечить обнаружение токов короткого замыкания. Таким образом, оно способно осуществлять цифровой мониторинг электропроводки для определенных частот, которые могут указывать на возникновение дуг. Индикаторы устройства отображают состояние и детальную информацию отом, когда AFDD+будет выключен в связи с неисправностью (рис. 2).

Рис. 2. Индикатор состояния

Связь через линии электропередачи может вызвать интенсивные сигналы, которые «маскируют» шумы, создаваемые дугами. Решение AFDD+ было разработано с учетом этой особенности, а значит, она не повлияет на способности устройства к обнаружению дуги.

ООО «Итон» 107076, г. Москва, ул. Электрозаводская, 33 стр. 4 +7 +7 [email protected] www.eaton.ru

▍ Оно сработало — дальше что?

Наверное, самый интересный вопрос. Я уверен, при срабатывании защиты большинство просто пойдёт и включит всё 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 осмотр ВСЕЙ электрики дома, так как УЗДП одно, и другое дело проводить осмотр детской комнаты, если сработало УЗДП на детскую.

Как работает AFDD. Плюсы и минусы

УЗИс имеет функцию обнаружения опасного искрения и отключения потребителя, также отключит подачу энергии в случае превышения напряжения, что тоже полезно.

AFDD отключит потребителя от питающей сети при:

• перегрузке, так же как автомат;
• при утечке тока 30 мА, также как УЗО;
• при обнаружении искрения, так же как УЗИс.

В случае с применением УЗИс проще выявить причину срабатывания, так как он может сработать либо при обнаружении искрения, либо при перенапряжении. Если сработает другая защита, например автомат, то это будет видно по положению рычажков.

Ещё, его проще и дешевле заменить, в случае неисправности, или временно обойтись без него, не оставляя при этом щиток и проводку совсем без защиты. AFDD имеет функции 3 в 1, но при его срабатывании неизвестно, что было причиной, так как рычажок один, а причин срабатывания может быть три.

Еще, к недостаткам можно отнести замену AFDD по причине его неисправности, которую придется проводить на такой же и сразу, или, установить хотя бы автомат вместо AFDD, что вызывает неудобство. К тому же, замена AFDD будет стоить дороже, чем если менять одно из 3-х неисправных устройств по отдельности, как в случае с УЗИс. Преимущество AFDD это компактность и более простая установка, чем 3-х устройств по отдельности. Ещё такое решение уменьшает количество контактов и повышает надежность.

▍ Ещё функции, причём бесплатно

Если УЗДП имеет в своём составе довольно продвинутые электронные «мозги» для выполнения основной функции, то почему бы не добавить ещё функций с минимальными изменениями железа? Почти все УЗДП в моём 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 придёт 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 ещё и самотестируется?!

Да, если присмотреться к расшифровке показаний индикаторов на фасаде УЗДП, то можно увидеть вариант «УЗДП неисправно». Устройство содержит в своём 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). Т.е. 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.

Испытания на стенде

Я немного “погонял” УЗДП на лабораторном стенде.

Проверка работы УЗДП при помощи чайника

Проверка на автотрансформаторе (ЛАТР) показала, что УЗДП перестает функционировать при напряжении менее 100 В. При этом нагрузка остается включенной, но индикатор работы тухнет.

Выключение нагрузки происходит при напряжении 275 В, как и заявлено. При понижении напряжения включение происходит примерно при 270 В.

В испытаниях задействован чайник мощностью 1800 Вт, его ток – более 8 А.

Подключение нагрузки к УЗДП для испытания

Я вызывал искрение, двигая вилкой в незажатых клеммах. В результате – УЗДП выполнял чётко свою функцию, в зависимости от длительности искрения.

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.

4.3K поста 23.8K подписчика

Правила сообщества

Запрещён оффтоп, нарушение основных правил пикабу

Спасибо за то что несёте такую, не побоюсь этого слова, жизненно важную информацию в массы.

Лично я сторонник защитных устройств с тех самых пор, как случайно узнал о существовании УЗО от дачного электрика. Я сразу понял, что это устройство должно стоять у нас и в квартире и дома, упрашивал старших приобрести его (сам тогда ещё не зарабатывал деньги), но столкнулся с их непониманием: «да зачем это всё, деньги только тратить, всю жизнь жили безо всяких устройств и ничё».

Так вот, сейчас живу в квартире, где у меня новая проводка, новый щиток с современными автоматами, УЗО. Одно время стоял и сабжевый прибор УЗМ-50МД (производства питерской фирмы Меандр), 2 в 1: и защита от искрения и высокого/низкого напряжения, но вот да, регулярно ошибочно срабатывал, на что — непонятно. Проводка, повторюсь новая, ей уже несколько лет, звуков искрения и подгорелостей нигде нет. У родителей в квартире тоже такой прибор, хоть проводка старая, при этом случайных срабатываний нет.

В итоге отдал его родственникам, где он работает нормально. Вместо него поставил прибор только с защитой от высокого/низкого напряжения. С ним всё ок. Вот как-то так.

У Владимира Мельникова на канале показан безошибочный и практически идеальный способ распознавания дугового пробоя: дифференциальный диполь. Но проблема снова в цене: для его работы проводку надо делать пятью жилами)

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:

Про янтарную кислоту, монофосфат калия и муравьев⁠ ⁠

Янтарная кислота

Янтарная кислота восполняет энергетический дефицит растений. Лучший способ ее применения – опрыскивание. Если раствор янтарной кислоты вносить под корень, то ее быстро съедят почвенные бактерии, а растениям ничего не достанется. Рабочий раствор содержит 2 грамма препарата на 10 литров воды.

Можно усилить действие янтарной кислоты, переведя ее в аммиачную соль, которая активнее усваивается растениями, чем чистая кислота. Для этого 2 грамма кислоты растворяют в ведре воды и вливают 2 столовых ложки аптечного 10% аммиака. Получится небольшой избыток аммиака, но это не страшно.

Полученным раствором можно обработать все растения в саду и огороде. Особенно полезна такая обработка после периода летних похолоданий и дождей.

Монофосфат калия

Это современное водорастворимое удобрение, которое одновременно содержит фосфор и калий. Отлично подходит, если растения нужно срочно накормить фосфором. Но его нельзя использовать в чистом виде, особенно на щелочных почвах.

Рабочий раствор на основе монофосфата калия готовится следующим образом. Берем 10 литров воды, растворяем столовую ложку монофосфата (можно с небольшой горкой), добавляем столовую ложку лимонной кислоты, перемешиваем до растворения, после чего вливаем столовую ложку 10% раствора аммиака и снова все перемешиваем.

Таким составом можно опрыскивать помидоры, огурцы (хорошо помогает при пожелтевших листьях), перец, баклажаны, капусту. Можно поливать под корень, расходуя литр на растения. Такие обработки нужно проводить раз в две недели.

Земляные муравьи распространенные вредители. Их популяция существенно увеличивается, если идут подряд несколько теплых зим. Они наносят вред сами по себе, потому что выделяемая ими муравьиная кислота угнетает растения, особенно корневую систему. Но основной вред исходит от тли, в симбиозе с которой существуют муравьи.

Обработка растений препаратами от тли уничтожает только тлю. Муравьи просто уходят в другое место, а когда действие препарата заканчивается, снова возвращаются.

В настоящее время единственным эффективным средством от муравьев является биологический препарат битоксибациллин.

Хочу обратить внимание, что речь идет об избавлении от муравьев в саду и огороде. Если муравьи появились в доме или квартире, нужно использовать обычные средства от насекомых. Но эти средства не годятся для защиты растений.

Если вы любите интересные короткие истории из жизни, а также увлекательные подборки на разные темы, они на моем канале https://t.me/realhistorys

Всем здоровья и добра!

Аптечка для наших растений⁠ ⁠

Список препаратов, средств защиты растений, удобрений и химических веществ, которые помогут вам вырастить хороший урожай.

Азофит.Биопрепарат, содержащий комплекс азотфиксирующих бактерий. Помогает растениям усваивать азот.

Аммиак. Продается в аптеках в виде 10% водного раствора. Применяется для снятия кислотности с составов, которыми обрабатывают растения.

Байкал. Биопрепарат для подкормки и обработки растений неясного состава.

Березовый деготь. Бурая жидкость, имеющая резкий специфический запах. Содержит канцерогены. Для защиты растений сейчас практически не используется.

Битоксибациллин. Он же ББЦ. Биологический инсектицид нового поколения.

Борная кислота. Аптечный препарат, содержащий бор.

Бриллиантовый зеленый. Всем известная зеленка. Можно применять для протравливания семян, хотя она не так эффективна, как хлоргексидин.

Витамин В-12. Аптечный препарат, используется для подкормки кобальтом.

Гашеная известь. Гидроокись кальция. Имеет сильную щелочную реакцию. Продается в строительных магазинах. Если ее погасить уксусом, то образуется ацетат кальция, который применяется для экстренных кальциевых подкормок.

Гетероауксин. Ауксиновый гормон. Обработанные им части растений активно тянут на себя питание.

Глицерин. Аптечный препарат. Входит в состав разных смесей для подкормки и обработки растений.

Горчица. Пищевой продукт. Сухая горчица применяется для отпугивания нематоды.

Гуматы. Удобрения на основе растворимых солей гуминовых кислот. Лучше применять гумат калия.

Димексид. Аптечный препарат. Ускоряет впитывание растениями удобрений при корневых и внекорневых подкормках.

Едкий натр. Гидроокись натрия. Белые гранулы. Очень сильная щелочь. Основное действующее вещество препарата для прочистки канализации Крот.

Едкое кали.Гидроокись калия. Белые гранулы. Очень сильная щелочь. Продается в специализированных магазинах химреактивов. Применяется в ряде составов для защиты растений.

Жидкое мыло. Мыло на основе калиевых солей высших органических кислот. Не содержит натрий, что хорошо для растений. Входит в состав большого количества смесей для обработки растений.

Жидкое стекло. Как правило, смесь силикатов калия и натрия. Продается в строительных магазинах. Применяется для кремниевых подкормок.

Зола. Продукт сгорания древесины. Содержит много калия, а так же микроэлементы в виде карбонатов и гидроокисей. Имеет сильную щелочную реакцию. Применяется при осеннем внесении для раскисления почвы. Состав непостоянный.

Инсектициды. Химические препараты для уничтожения вредных насекомых.

Кальциевая селитра. Нитрат кальция. Хорошо растворимое удобрение, содержащее азот и кальций.

Комплексные минеральные удобрения. Готовые составы, обычно жидкие, содержащие азот, фосфор, калий и микроэлементы. Удобны при выращивании рассады и растений на подоконниках, когда не требуются большие объемы удобрений. Состав разный, зависит от производителя.

Куркумин. Органическое соединение, содержащееся в куркуме. На основе куркумина можно сделать состав, хорошо сдерживающий развитие фитофтороза. Куркума продается в любом супермаркете в отделе специй.

Лимонная кислота. Входит в состав различных смесей для подкормок растений.

Мел. Карбонат кальция. Хороший раскислитель почвы. Чтобы использовать как кальциевое удобрение, его нужно перевести в ацетат.

Монофосфат калия. Хорошо растворимое удобрение, содержащее фосфор и калий.

Метаризин.Биопрепарат на основе грибка метаризиум. Отличное средство для защиты растений от болезней и вредителей.

Мочевина. Она же карбамид. Хорошо растворимое эффективное азотное удобрение. Так же входит в состав смесей для искореняющих обработок.

Перекисные отбеливатели. Прекрасное средство, чтобы помыть поликарбонатную теплицу изнутри.

Салициловая кислота. Аптечный препарат. Вырабатывает у растений сильный неспецифический иммунитет. Входит в состав смесей для обработки растений.

Сульфат железа.Хорошо растворимое соединение. Применяется для подкормки растений железом, а так же входит в состав смесей для искореняющих обработок.

Сульфат калия.Основное калийное удобрение. Источник калия и серы. Хорошо растворяется в воде.

Сульфат магния. Хорошо растворимое удобрение, содержащее магний и серу.

Сульфат цинка. Хорошо растворимое удобрение, содержащее цинк и серу.

Суперфосфат (простой, либо двойной). Базовое фосфорное удобрение. Основа фосфорной подкормки растений.

Табачная пыль. Побочный продукт производства табака. Уничтожает в почве личинки вредителей. Не опасна для культурных растений. Добавляется в почвосмеси и в лунки при высадке растений в грунт.

Триходермин. Биопрепарат на основе грибка триходерма. Отлично работает в почве, сдерживая развитие патогенной микрофлоры.

Уксусная кислота.Продается в виде 70%, 9% и 5% водного раствора. 70% раствор это уксусная эссенция, 5% и 9% растворы это столовый уксус. Широко применяется для гашения щелочных растворов и перевода нерастворимых карбонатов и гидроксидов в растворимые ацетаты.

Фитоспорин.Биопрепарат на основе сенной палочки. Отличное средство, сдерживающее развитие патогенной микрофлоры.

Фосфорная кислота. Применяется в различных композициях для обработки растений. Продается в специализированных магазинах. Является основным компонентом преобразователей ржавчины.

Фунгициды. Химические препараты для уничтожения возбудителей грибковых болезней.

Хлоргексидин.Аптечный препарат. Бесцветная дезинфицирующая жидкость. Лучшее средство для протравливания семян.

Хлористый калий. Распространенное калийное удобрение. Из-за того, что содержит хлор, вносится с осени.

Эпин. Фитогормональное средство, стимулятор роста растений.

Эфирные масла. Сложные органические соединения с сильным специфическим запахом. Применяются как средство для отпугивания вредителей растений. Эффективны, если вредителей мало.

Янтарная кислота. Аптечный препарат. Применяется как экстренное питание для растений.

Если вы любите интересные короткие истории из жизни, а также увлекательные подборки на разные темы, они на моем канале https://t.me/realhistorys

Всем здоровья и добра!

Распространенные заблуждения, бытующие в среде садоводов и огородников⁠ ⁠

Продолжаю публиковать главы из своей книги.

В интернете огромное количество информации по садоводству. Но на поверку многие советы и рекомендации оказываются не совсем точными, а зачастую и вредными. Я далек от мысли, что недостоверную информацию распространяют намеренно, но постараюсь внести ясность в те ситуации, с которыми сталкивается большинство садоводов.

Что делать с вытянувшейся рассадой?

Часто можно слышать, что рассада вытягивается от недостатка питания, поэтому ее нужно срочно подкормить. Никто не спорит, что любую рассаду надо кормить. Но вытягивается она совсем по иной причине, когда ей очень тепло и темно.

Если видите, что томаты сильно вытянулись, поставьте их на более освещенное место, или используйте фитолампы, хотя подойдут и обычные. Также сделайте чуть прохладнее, особенно ночью.

Рассаду желательно пикировать в стаканчики с запасом объема. Если растение стало вытягиваться, досыпьте в стакан земли. На стебле начнут образовываться новые корни, рост растения в высоту замедлится. На постоянное место сильно вытянувшуюся рассаду можно сажать лежа и с заглублением.

Медная проволока как защита от фитофтороза

Не знаю, кто это придумал, но подобный совет часто встречается на огородных сайтах. Предлагается протыкать стебли томатов медной проволокой, оставляя ее в стебле. Якобы соки растения растворяют медь, а соли меди убивают фитофтору. Давайте разбираться, почему это бред.

Во-первых, металлическая медь не растворяется в большинстве химических реагентов, и соки томата никак не смогут ее растворить, поэтому не будут образовываться катионы меди, которые должны воздействовать на фитофтору.

Во-вторых, концентрация ионов меди, при которой уничтожается возбудитель фитофторы, смертельно опасна и для человека.

Перекись водорода якобы усиливает действие фитоспорина

Это не так. Фитоспорин — обычная сенная палочка, микроорганизм. Перекись водорода применяют для дезинфекции, поэтому она никак не может способствовать развитию сенной палочки, скорее наоборот.

Аптечная перекись водорода абсолютно бесполезна для использования в огороде. Ее дезинфицирующей силы недостаточно даже для протравливания семян. Она не убивает вредителей растений и возбудителей заболеваний, особенно при многократном разведении. Поэтому советы взять какое-то количество перекиси, развести в ведре воды и обработать растения абсолютно абсурдны.

Аналогично нет смысла обрабатывать перекисью почву, чтобы убить вредные бактерии. Даже если будете поливать чистой аптечной перекисью, то вы их не убьёте, а вот полезную микрофлору подавите. Кстати, сколько будет стоить хотя бы ведро аптечной перекиси?

Зеленка, йод и марганцовка якобы спасают от фитофторы

Это не так. Эти вещества начинают работать только в таких концентрациях, которые губительны для полезной микрофлоры и самих растений. С тем же успехом можно бороться с вредителями напалмом. Вредители погибнут, но и все вокруг тоже сгорит.

Вы задумывались, почему йод и зеленку продают в аптеке именно в такой концентрации, а не меньше? Просто это минимальная концентрация, которая эффективно уничтожает микроорганизмы. Разбавьте йод в несколько раз, и обрабатывать им ранки будет бессмысленно. А 30-40 капель на ведро воды, как многие советуют, вообще не принесут никакой пользы. Так же нет смысла развешивать открытые пузырьки с йодом в теплице.

Иногда говорят, что йод в разбавленном виде хорошая подкормка для растений. Но и это не так. Во-первых, наука не знает заболеваний или угнетенных состояний растений, вызванных дефицитом йода. Во-вторых, йод усваивается растениями в виде ионов, а в аптечном растворе он содержится в виде простого вещества.

Аналогично с марганцовкой. Чтобы убить вредителей надо сделать раствор такой концентрации, от которого сгорят и растения.

Утверждение, что марганцовка подкармливает растения калием, тоже достаточно бессмысленное. Калий макроэлемент, растениям его нужно много. То, что вы можете внести с марганцовкой, это мизер.

Также и с марганцем. Он усваивается растениями только в виде катионов со степенью окисления +2. В марганцовке он имеет степень окисления +7. В диоксиде марганца, который образуется при распаде марганцовки, +4. Так что, используя марганцовку, марганцем растения вы никак не накормите, при всем желании. К тому же, в любой почве марганца много, его дефицит у растений бывает крайне редко.

Единственное оправданное применение зеленки в огородной практике это протравливание семян. Но и для этого лучше использовать хлоргексидин. Он и работает эффективнее, и не пачкает все вокруг.

На мой взгляд, перекись водорода, зеленка, йод и марганцовка не приносят растениям никакой пользы. В огороде они просто не нужны.

Про фармайод

На этом препарате остановлюсь отдельно, уж больно активно его распиаривают все, кому ни лень. Послушать людей, так фармайод отлично подходит и для протравливания семян, и для обеззараживания грунта, и для борьбы с болезнями и вредителями. Короче, идеальный препарат на все случаи жизни.

Но мы люди умные и понимаем, что чудес не бывает. Сразу бросается в глаза, что фармайод содержит ПАВ, а это вредно для почвы и растений.

К тому же, он не входит в официальные списки препаратов, разрешенных к применению в агротехнике и для защиты растений. Да и производитель не обещает ничего из того, что придумывают у себя блоггеры.

Это просто дезинфицирующее средство. В Беларуси в одном из институтов проводили эксперименты, чтобы выяснить эффективность фармайода. Вывод однозначен – в тех концентрациях, в которых его рекомендуют использовать доморощенные агротехники, он не работает от слова совсем.

Про триходермин и совместимость биопрепаратов

Триходермин это препарат на основе грибка триходерма, очень хорошее биологическое средство защиты растений. Обычно им заселяют почву в теплицах, а так же добавляют в почвенные составы для выращивания рассады.

Единственный минус – триходермин несовместим с препаратами сенной палочки, тем же фитоспорином. Они конкурируют друг с другом, их надо разделять во времени и пространстве.

Если триходермин вносите в почву, то тогда фитоспорин используйте по наземным частям растений.

Если триходермин внесли в почву сразу после сбора урожая, то сенную палочку можно внести в почву весной.

О березовом дегте

Поборники природного земледелия превозносят березовый деготь как панацею от многих вредителей растений. Давайте разбираться. Деготь действительно хорошо отпугивает тлю и некоторых других вредителей. Но дело в том, что сам деготь содержит крезолы, ароматические углеводороды, являющиеся канцерогенами. Так зачем рисковать?

Очищенный деготь, без крезолов, входит в состав дегтярного мыла. Можно обрабатывать растения им, но действовать на вредителей будет уже не деготь, а мыло.

Единственное, неочищенный березовый деготь можно использовать для пропитки ловчих поясов, чтобы с земли на стволы деревьев не забирались вредители. Особенно хорошо это работает против муравьев.

Про аспирин и салициловую кислоту

Давно подмечено, что салициловая кислота вырабатывает у растений иммунитет ко многим заболеваниям. На нее хорошо отзываются томаты, огурцы, перцы, баклажаны, многие плодовые деревья и ягодные кустарники. Салицилка, как ее называют в обиходе, безопасна для растений и человека. Ей можно обрабатывать все растения, хуже не будет.

Многие блогеры путают салицилку с аспирином и начинают рассказывать, как хорош аспирин для повышения фитоиммунитета. Но аспирин это ацетилсалициловая кислота, хоть и является производным салициловой кислоты, но ее полезными свойствами по отношению к растениям не обладает. Так что не расходуйте аспирин в саду и огороде, это абсолютно бесполезно.

Салицилка доступна, она продается в аптеке в виде спиртового раствора. Но при разбавлении этого раствора в воде она выпадает в осадок, поэтому лучше перевести ее в салицилат аммония. Он тоже будет работать по растениям, так как фитоиммунитет подхлестывает не сама кислота, а салицилат-анион.

100 мл аптечного раствора салицилки вливаем в 100 мл воды и добавляем 3 столовые ложки аптечного раствора аммиака. Сначала салицилка выпадает в осадок, но при добавлении аммиака она переходит в растворимый салицилат аммония. Полученный раствор вливаем в 10 литров воды, перемешиваем и опрыскиваем все растения в саду и огороде.

Об использовании сырых яиц, рыбы, банановой кожуры при посадке растений

Часто рекомендуют при высадке рассады томатов на постоянное место разбивать в лунку сырое куриное яйцо. Не надо это делать. При гниении будет выделяться сероводород. Мало того, что он вонюч, и это особенно будет чувствоваться в теплице, он сильный яд для растений, поражающий в первую очередь корневую систему.

По этой же причине не кладите в лунки банановую кожуру, рыбу, любые продукты. Польза для растений сомнительна.

Про бананы говорят, что в них много калия, поэтому они полезны растениям. Но много калия это для человека. Растениям же калий требуется в гораздо больших количествах, он макроэлемент, поэтому, закапывая банановую кожуру вы никак не накормите томаты калием.

Порой приводят аргумент, что яйца и рыба, разлагаясь в почве, отпугивают кротов. Здравый смысл в этом утверждении есть, но если хотите бороться с кротами таким способом, закапывайте яйца и рыбу снаружи теплицы по ее периметру.

Об использовании яичной скорлупы при посадке

Это делать можно, но смысла в этом никакого. Яичная скорлупа может разлагаться до пяти лет и более. Очень пролонгированный источник кальция.

Об использовании поваренной соли, питьевой соды, стирального порошка

Часто слышу советы, что раствором поваренной соли надо поливать лук и другие растения, чтобы их не атаковали вредители. С содой вообще какой-то бум. Ее рекомендуют использовать буквально везде и для всего.

Так вот, соль и сода содержат натрий, много натрия в виде ионов, что приводит к натриевому отравлению почвы.

Все растения можно разделить на две группы. Большая часть вообще не выносит натрий. Небольшая группа, в которую входит и капуста, нуждаются в натрии. Но капусте натрий нужен как микроэлемент, в очень небольшом количестве. Если под капусту вносить калий в виде хлорида, вы так же обеспечите растение натрием, так как в хлориде калия в небольших количествах всегда присутствует хлорид натрия.

Хлор для растений тоже не подарок. Но в открытом грунте он хорошо выносится с талыми водами. Избавиться же от больших количеств натрия сложно, а в защищенном грунте еще сложнее.

Сода делится на питьевую (гидрокарбонат натрия) и кальцинированную (карбонат натрия). Сода сильная щелочь, особенно кальцинированная. Не надо думать, что в кальцинированной соде есть кальций. Его там нет вообще, а название отражает не состав, а суть технологического процесса.

Поэтому, поливая растения кальцинированной содой, кальцием вы их не подкормите. Получится ровно наоборот. Сода, как растворимый карбонат, быстро переведет в нерастворимое и недоступное для растений состояние кальций, магний, цинк и ряд других микроэлементов. Отсюда и вершинная гниль томатов.

Если полить растения содой, то корни быстро начнут впитывать натрий. В клетках растений концентрация ионов калия должна быть в несколько раз выше концентрации ионов натрия. Это необходимое условие для нормального развития тех же томатов. Полив содой быстро поднимет концентрацию натрия, что нарушит клеточный баланс и вызовет угнетение растений.

Похожим образом натрий действует на почвенную микрофлору, снижая общее качество почвы. Так же он способствует развитию физиологической засухи, когда растение полито, но корни не могут впитывать влагу в необходимом количестве.

Разводить соду с мылом и опрыскивать растения от тли так же нельзя. Понадобятся такие концентрации соды, которые вместе с тлей убьют само растение. Аналогично нет смысла обрабатывать содой от мучнистой росы.

Стиральный порошок и вода после стирки еще опаснее для растений, чем сода. Поливать такой водой категорически нельзя не только овощные и фруктовые растения, но и обычные цветы. Стиральный порошок содержит поверхностно-активные вещества и отбеливатели, часто на хлорной основе. Эти соединения обжигают корневую систему, уничтожают почвенную микрофлору. Пользы никакой, а вред огромен.

Об использовании нашатырного спирта

Многие блоггеры пиарят аптечный аммиак как незаменимый для растений источник азота. Так ли это? Будем разбираться.

Лет 100 назад, на заре высокотехнологичного сельского хозяйства водный раствор аммиака действительно использовался для удобрения полей. Так как аммиак очень летучий и столь же вонючий, поля им поливали непосредственно перед вспашкой. Так он попадал в глубинные слои почвы, откуда испарялся не так активно, а значит, часть его успевала переработаться бактериями и растениями.

Надо ли говорит, как это было неудобно. Поэтому, когда придумали способ производства в промышленных масштабах мочевины, селитры и аммонийных удобрений, от раствора аммиака сразу же отказались. Вопрос, зачем к нему возвращаться сейчас? Любые азотные удобрения доступны, стоят недорого, не имеют запаха, просты в применении.

Некоторые садоводы говорят, что аммиак помимо насыщения почвы азотом еще и раскисляет ее, а мочевина и нитраты наоборот закисляют. Это так, но при использовании той же мочевины закисление наступает не сразу, и чтобы его не допустить, достаточно осенью внести золу.

Но не торопитесь полностью отказываться от аммиака. Он помогает, если нужно удалить избыточную кислотность рабочих растворов для внекорневых подкормок. Но применять его как источник азота нет никакой необходимости.

Об использовании крахмала

Часто встречается совет подкармливать растения крахмалом. Якобы достаточно взять стакан крахмала, развести в ведре воды, полить растения, и все прекрасно будет расти. Но не все так радужно.

Крахмал это полимер. Чтобы его разложить, нужны бактерии, содержащие фермент амилазу. Такие бактерии в почве есть. Но если их постоянно кормить крахмалом, они очень сильно размножатся. Возникнет бактериальный дисбаланс, что очень плохо. Развитие одних бактерий обычно приводит к подавлению других. На этом фоне легко развиваются всевозможные заболевания, могут активизироваться вредители.

О приготовлении настоя сенной палочки из сена

Препарат фитоспорин содержит споры сенной палочки. Отсюда развилась идея, что если взять обычное сено, настоять в воде до образования на поверхности бактериальной пленки, то это и будет настой сенной палочки. Нет, это не сенная палочка. Конечно, таким настоем можно поливать растения, вреда не будет. Но люди думают, что они засеяли почву фитоспорином и ожидают от этого эффект. А его нет и быть не может.

ЭМ – эффективные микроорганизмы

Их пиарят, как будущее всемирного земледелия и как способ отказаться от всякой химии. Якобы это штаммы особых бактерий, которые таким образом уживаются с растениями, что приводят к немыслимым урожаям, улучшают сахаристость, витаминность и другие мыслимые и немыслимые качества плодов. Но так ли это?

ЭМки появились не у нас. Их давно исследовали в крупных агрохозяйствах, и пришли к таким выводам. При внесении в почву в течение трех лет эти препараты не привели к увеличению урожайности культур. Более того, большинство этих бактерий не могут прижиться в почве, быстро погибают.

Их не вносят самостоятельно под растения, только в навоз и компост, где по идее производителей они должны развиться. Так вот, именно навоз и компост положительно влияют на растения, а не эти препараты.

Но ЭМки могут нанести и вред. В первое время после внесения они существенно меняют привычный бактериальный состав почвы, подавляют часть микрофлоры, меняют кислотность. Соответственно, могут активизироваться возбудители болезней, которые до внесения ЭМок были придушены конкурентной микрофлорой.

Вывод один. Так называемые эффективные микроорганизмы не только бесполезны, но и могут нанести вред растениям. Применять их не нужно.

Если вы любите интересные короткие истории из жизни, а также увлекательные подборки на разные темы, они на моем канале https://t.me/realhistorys

Что с чем можно и нельзя смешивать при подкормке томатов и обработках от болезней ивредителей⁠ ⁠

Продолжаю публиковать главы из своей книги.

Томаты требовательны к питанию, поэтому подкормки надо делать достаточно часто. Так же приходится проводить обработки против болезней и вредителей. Чтобы на все эти мероприятия не тратить много времени, разумно совмещать разные подкормки и обработки. Но тут встает вопрос о совместимости препаратов. Давайте разберемся, какие можно смешивать, а какие нельзя.

Их можно смешивать с суперфосфатом и с комплексными минеральными удобрениями, не содержащими аммонийного азота. Нельзя с кальциевой селитрой. С биопрепаратами смешивать можно, но по отдельности. Либо с препаратами сенной палочки, либо с грибковыми препаратами. С дрожжами тоже можно.

Биопрепараты

Надо помнить, что препараты на основе сенной палочки и на основе грибков конкурируют друг с другом, поэтому смешивать их нельзя. Разумно почву заселить триходермой (это грибок), а по зеленым частям растений применять фитоспорин (сенная палочка), и так делать весь сезон. В следующем году можете засеять почву сенной палочкой, а по растениям работать триходермином.

Грибковые препараты нельзя смешивать с Байкалом и битоксибациллином (ББЦ).

ББЦ можно смешивать с препаратами сенной палочки, а так же делать мыльные эмульсии.

Препараты сенной палочки можно смешивать с препаратами бора для проведения совместных обработок.

Препараты из аптеки

Водный раствор аммиака нельзя смешивать с перекисью водорода и марганцовкой.

Уксусную, салициловую и янтарную кислоту можно смешивать между собой и применять одновременно.

Салициловую и борную кислоту смешивать нельзя.

Борная кислота совместима со всеми удобрениями и препаратами, за исключением салициловой кислоты.

Щавелевая кислота совместима со всеми препаратами, кроме кальциевых удобрений, включая суперфосфат.

Бордосскую жидкость ни с чем смешивать нельзя.

Если вы любите интересные короткие истории из жизни, а также увлекательные подборки на разные темы, они на моем канале https://t.me/realhistorys

Всем здоровья и добра!

Вредители томатов, и как от них избавиться без химии⁠ ⁠

Продолжаю публиковать главы из своей книги.

У томата много вредителей. Бороться с ними надо. Если это не делать, то можно потерять урожай. Понятно, что всех вредителей можно победить, используя химию.

Но как быть, если вы не хотите применять ядовитые соединения, или их нельзя применять, потому что уже зреют плоды? Давайте рассмотрим, как можно бороться с вредителями томатов, используя щадящие способы и средства.

Сразу оговорюсь, что это все работает, если нет тотального нашествия. В противном случае без химии не обойтись.

Предпочитает сырую почву, богатую навозом. Повреждает корни томатов, от чего растения плохо развиваются и могут погибнуть. Для профилактики необходима глубокая перекопка.

Медведка совершенно не переносит бархатцы. Если есть возможность, их следует посадить рядом с томатами.

И не используйте свежий навоз, только хорошо перепревший. Его не надо вносить в лунку при посадке. Разбросайте по всей площади теплицы и перекопайте.

Колорадский жук

Чаще поражает картофель, но может напасть и на помидоры. Необходимо регулярно осматривать растения, а жуков собирать вручную. Помогает опыление растений золой и опрыскивание зольным настоем.

Проволочники

В основном поражают картофель, но если рядом растут помидоры, то могут переместиться и на них. Способны проникать в корни и стебли растений, вызывая их гибель. Не любят произвесткованные почвы и минеральные удобрения.

Так как проволочник живет в земле, народные средства против него не работают, а широко разрекламированные в последнее время ловушки малоэффективны.

Личинки питаются листьями томатов. От бабочек помогают липкие ленты и ловушки из перебродившего варенья. Личинки можно смывать водой. Если белокрылки очень много, то придется использовать химию, лучше смесь интавира и искры.

Проявляют активность, если почва очень влажная, и прохладно. Выползают из укрытий в вечернее и ночное время. Днем предпочитают прятаться в тени, в сырых местах. Очень любят жить под мульчей. Если вы поклонник мульчирования, то слизней в вашем огороде будет объективно больше.

Грызут плоды томатов, после чего они загнивают. Слизни невероятно прожорливы, могут съесть в 30 раз больше растительной массы, чем весят сами. При благоприятных условиях на квадратном метре живут и питаются до пятидесяти особей. Такая армия за одну ночь может оставить голые стебли.

От слизней хорошо помогает разбросанный под кустами суперфосфат и расставленные пивные ловушки. Основную проблему слизни представляют при выращивании томатов в открытом грунте.

Грызут листья и цветочные кисти томатов. Эффективнее всего собирать вручную. При большом количестве потребуется применение химических препаратов.

Паутинный клещ

Чаще поражает огурцы, но может напасть и на томаты. Питается соком листьев, в результате чего растение засыхает. Сдерживают распространение клеща препараты на основе сенной палочки, но если клеща много, нужна химия.

Корневая тля

Есть особый вид тли, которая паразитирует на корнях томатов. Обнаружить ее не так просто. Вы же не будете раскапывать корни, что бы посмотреть, есть там тля или нет. Но если в теплице должно быть все благополучно, вы даете растениям, что им надо, нет признаков болезней и вредителей, но томаты болеют, увядают, плохо развиваются, посмотрите внимательно, нет ли в теплице муравьев. Если есть, то на 90% присутствует и корневая тля, так как эти вредители живут в симбиозе.

Как бороться с этой напастью? Опрыскивание тут не поможет, потому что препарат не дойдет до корней. Можно полить раствором инсектицида, тогда тля погибнет. Но вместе с ней погибнут и полезные насекомые, в почве нарушится биологическое равновесие.

Попробуйте воспользоваться щадящим способом обработки. Нужно приготовить раствор следующего состава. В 10 литрах воды растворите 1 килограмм сахара, добавьте 15 мл фосфорной кислоты. Теперь возьмите 15 мл любого эфирного масла, либо смесь масел, взболтайте с 70 мл жидкого мыла, и внесите получившуюся эмульсию в сахарный раствор, после чего хорошенько размешайте.

Томаты предварительно полейте обычной водой, после чего под каждое растение внесите по 500 мл приготовленного состава.

Как это работает? Эфирные масла отпугивают тлю, а сахар хорошо питает полезную микрофлору, особенно азотфиксирующие и фосфатмобилизирующие бактерии.

Способ эффективен при умеренном поражении корневой тлей. Обработки надо проводить раз в неделю. Сахар добавлять в раствор при каждой 4-й обработке. Конечно, если у вас нашествие тли, то без инсектицидов не обойтись, но почему бы сначала не попробовать в действии эфирные масла. Подойдет любое масло, а еще лучше, если это будет смесь.

Где взять фосфорную кислоту? В автомобильных, хозяйственных и строительных магазинах продаются преобразователи ржавчины. Все они содержат фосфорную кислоту. Но берите преобразователь, в состав которого не входят соли металлов и другие соединения, об этом написано на этикетке. Там же указана концентрация фосфорной кислоты.

Если вы любите интересные короткие истории из жизни, а также увлекательные подборки на разные темы, они на моем канале https://t.me/realhistorys

Всем здоровья и добра!

Фитофтороз томатов. Что такое? Как бороться?⁠ ⁠

Продолжаю публиковать главы из своей книги.

Фитофтороз является наиболее распространенным и самым губительным для томатов заболеванием. Вокруг него ходит много мифов и заблуждений, поэтому давайте разбираться, что это такое, и как с этим бороться.

Фитофтороз проявляется в виде крупных высыхающих пятен неправильной формы темно-коричневого цвета. Иногда пятна окружает желтоватый ореол, чаще всего размытый, без резких очертаний.

Поражения могут появиться на любой части листа, одновременно с внутренней и внешней стороны. Лист всегда поражается насквозь, и это отличительная особенность фитофтороза.

Это фитофтороз на листьях томатов.

А это на плодах.

Возбудителя фитофторы часто считают грибком, но это неправильно, к грибкам он не относится.

Это нечто среднее между грибком и простейшим, у него свойства и тех и других организмов. Именно по этой причине на фитофтору не действуют препараты, убивающие грибок.

Фитофтора живет в почве, питаясь разлагающимися органическими остатками. Она присутствует везде, поэтому нельзя сказать, что она откуда-то прилетела и все заразила.

Возбудитель фитофторы может находиться в почве вашей теплицы. Он лишь ждет благоприятные условия, когда можно будет попасть на растения и размножиться.

Эти условия – высокая влажность и прохлада. Причем эти два фактора должны наступить одновременно. Влажность при жаре и холод при сухости не дадут сильный всплеск заболеваемости.

Наверняка вы обращали внимание, что фитофтора просыпается в августе. По ночам уже холодно, и выпадает обильная роса. Как раз то, что нужно фитофторе, она хоть и переносит тепло, но предпочитает прохладу.

В конце лета в обычной неотапливаемой теплице температура неизбежно падает, с этим ничего не сделаешь. А вот бороться с избыточной влажностью нам вполне по силам.

Любой садовод должен принять, как должное. Уничтожить фитофтору нельзя. Можно лишь различными профилактическими мерами не дать ей развиваться и отсрочить ее появление.

Фитофтороз в основном поражает растения семейства пасленовых. Это картофель и томаты. В почве, где растет картофель, концентрация возбудителя очень высокая. Отсюда первый вывод. Теплицу для выращивания помидоров не надо ставить вплотную к картофельнику. Эти растения лучше выращивать подальше друг от друга.

Споры фитофторы живут в почве на растительных остатках. Если осенью перекопать в теплице грунт и удалить все корешки, ботву и старую мульчу, это сильно снизит зараженность почвы фитофторой, так как возбудителю не на чем будет зимовать. Ботву зараженных растений не следует закладывать в компост. Ее лучше сжечь или закопать в дальнем конце участка.

Почву в теплице с весны надо обязательно засеять конкурентной микрофлорой. Подойдет обычный фитоспорин, в состав которого входит сенная палочка. Внимательно прочитайте инструкцию по приготовлению раствора. Если отойти от рекомендаций, споры сенной палочки могут не проснуться, но вы об этом не узнаете и будете надеяться, что все работает.

Сенная палочка хорошо сдерживает размножение возбудителя фитофторы, поэтому обрабатывать фитоспорином томаты и почву под ними надо несколько раз за период вегетации. Фитоспорин можно добавлять в рабочие растворы для проведения внекорневых подкормок.

Поскольку возбудитель фитофторы живет в почве, можно создать ему механическую преграду. Хорошо работает мульчирование сеном, но еще лучше накрыть почву под томатами спанбондом.

Часто заражение происходит при поливе. Вода дает брызги, которые вместе с частицами земли попадают на листья. А в земле возбудитель фитофтороза. В плане профилактики так же хорош нижний полив. Если наполнять водой вкопанные канистры, то брызг не будет.

Необходимо бороться с избыточной влажностью в теплице. Основное – проветривание. Правильно поливать томаты вечером, но не надо сразу закрывать теплицу, пусть испарится вода, попавшая на растения.

Нельзя делать загущенные посадки. Если уж так вышло, что томат сидит на томате, то в начале августа удалите нижние листья. У высокорослых сортов на 30 см от поверхности земли. В теплице станет заметно суше.

Хороший способ сдержать развитие фитофторы – опрыскать растения вытяжкой куркумина. Способ придуман не мной, но я проверил и подтверждаю, что он полностью рабочий. Такие обработки надо проводить при резком похолодании, затяжных дождях, во второй половине лета, когда риск вспышки заболевания очень большой. Вещества, содержащиеся в вытяжке, мобилизуют внутренние ресурсы растений и подавляют сам возбудитель фитофтороза.

Готовят вытяжку следующим образом. 20 грамм куркумы, которая продается в отделе специй любого продуктового магазина, заливаем 500 мл обычной самой дешевой водки. Водка содержит и спирт, и воду, поэтому мы экстрагируем из куркумы и водорастворимые, и спирторастворимые компоненты. Водку с куркумой оставляем на сутки в теплом месте, периодически взбалтываем. Экстракцию можно вести дольше. Раствор осторожно сливаем с осадка. Если есть возможность, лучше профильтровать.

200 мл экстракта вливаем в ведро воды. Этим составом уже можно опрыскивать растения. Но лучше состав усилить. Для этого надо добавить 50 мл глицерина, 15 грамм янтарной кислоты (стимулирует работу гормонов растений, мобилизует внутренние ресурсы в неблагоприятных внешних условиях), 2 грамма борной кислоты (чтобы лучше растворилась, добавляем 15 мл раствора аптечного аммиака). Для прилипаемости раствора к листьям добавляем 500 мл любого молока. Полученной смесью опрыскиваем томаты.

Такая обработка помогает растениям пережить непогоду, и не дает развиваться фитофторе. Если вы не смогли приобрести глицерин или янтарную кислоту, готовьте раствор без этих компонентов.

Как видите, основа борьбы с фитофторой это профилактические обработки. Если будете их регулярно выполнять, в вашей теплице фитофтора не появится. Эти обработки так же являются прекрасной профилактикой большинства других бактериальных и грибковых заболеваний томатов.

Поскольку фитофтороз очень больная тема для садоводов, в интернете описано огромное количество способов борьбы с ним. На проверку 99% из них плод заблуждений авторов.

Чем нельзя предупредить фитофтору?

Часто встречается совет обработать томаты раствором метронидазола (трихопола). Извините, им можно вылечить триппер, а на фитофтору он вообще не действует. И не должен действовать, потому что возбудитель фитофторы не бактерия, а трихопол именно антибактериальный препарат. К тому же, он фитотоксичен (угнетает развитие растений).

Аналогично, совершенно бессмысленно опрыскивать томаты йодом, зеленкой, марганцовкой, фурацилином, фураназолом, раствором стрептоцида, содой, стиральным порошком. Не просто бессмысленно, а в большинстве случаев вредно. А ведь все эти рекомендации есть в интернете, и кто-то с очень горячим воображением их придумал.

Хлоргексидин сдерживает развитие фитофторы, но весьма незначительно. Опрыскивать им томаты занятие довольно дорогостоящее, с сомнительным эффектом. Куркуминовая вытяжка работает гораздо эффективнее.

Встречается совет пропарить теплицу. В солнечный день полить растения, после чего закрыть двери и форточки. По идее автора совета в теплице должна резко подскочить температура, от чего возбудитель фитофторы погибнет. Давайте разбираться.

Действительно, возбудитель фитофторы не развивается при температуре ниже 10 градусов и выше 40 градусов. Но это не значит, что он погибает. Как показывают эксперименты, даже при 70 градусах погибают не все споры возбудителя. Зато растения погибнут гарантированно.

К тому же, до цветения томатов фитофторы практически никогда не бывает, а в период цветения устраивать такие пропарки категорически нельзя, от этого опадут все завязи, пыльца станет стерильной. Вряд ли вы останетесь без фитофторы, но без урожая точно.

Если томаты поразило это заболевание, то постарайтесь спасти плоды. Соберите все, даже зеленые. Залейте их горячей водой (60-70 градусов) и держите в ней, пока не остынет. Потом высушите и положите в сухое темное место. Проводились эксперименты, которые показали, что такая простая обработка позволяет сохранить на 50% больше плодов, чем в контрольной группе, которую не обрабатывали.

Подводя итог этой длинной главы, резюмирую. Борьба с фитофторозом держится на трех китах. Это заселение почвы конкурентной микрофлорой (препарат фитоспорин), борьба с избыточной влажностью и профилактические обработки раствором на базе куркуминовой вытяжки. Никаких волшебных таблеток не существует, наука их еще не придумала.

Если вы любите интересные короткие истории из жизни, а также увлекательные подборки на разные темы, они на моем канале https://t.me/realhistorys

Всем здоровья и добра!

Признаки недостатка у томатов меди, железа, серы, кремния и кобальта⁠ ⁠

Продолжаю публиковать главы из своей книги о выращивании томатов. Приятного прочтения!

Недостаток меди

Медь влияет на метаболизм растений. При недостатке этого элемента листья начинают скручиваться, а черешки загибаться вниз. У томата появляется общий легкий хлороз с постоянной потерей тургора. Если дефицит меди сильный, то на листьях могут появляться некротические пятна. В целом листья будут выглядеть, как на рисунке ниже.

Восполнить дефицит меди очень просто. Достаточно чайную ложку медного купороса развести в ведре воды и этим раствором опрыскать или полить растения.

Недостаток железа

Железо наряду с магнием принимает участие в синтезе хлорофилла. При недостатке этого элемента у оснований листьев начинается хлороз. Сначала межжилковый, потом светлеют жилы, и все может закончиться полностью обесцвеченным листом. Но этот процесс обратим. Стоит накормить растения препаратами железа, окраска листьев восстанавливается.

Чтобы восполнить недостаток железа, растворите в ведре воды столовую ложку железного купороса и полейте растения.

Недостаток серы

Сера принимает участие в синтезе цистина и метионина. Ее дефицит наблюдается редко. Может возникнуть при отказе от использования минеральных удобрений. Органические удобрения (навоз, торф, компост) содержат очень мало соединений серы. Серное голодание внешне напоминает фосфорное, те же фиолетовые пятна на листьях, но они перекидываются и на стебли растений. Листья становятся мелкими, на нижнем ярусе желтеют.

Сера усваивается растениями в виде сульфатов, которые перерабатываются специальными бактериями. Если вы применяете для подкормок сульфат калия или суперфосфат, который содержит примесь сульфата кальция, то серы в почве будет достаточно.

Для экстренной подкормки можно растворить в ведре воды столовую ложку сульфата калия или сульфата магния и опрыскать растения. Либо внести под корень по 500 мл на растение.

Недостаток кремния

Кремний важный для растений микроэлемент, его много в любых почвах, но часто он находится в недоступной форме. Особых признаков недостатка кремния у томатов нет. Просто растение ослабленное, плохо растет, на него нападают болезни и вредители. Если нет очевидных причин, почему так происходит, это вполне может быть из-за кремниевого голодания.

Продаются специальные кремниевые удобрения, но вместо них можно взять дешевые канцелярский силикатный клей или жидкое стекло, содержащие хорошо растворимый и отлично доступный растениям силикат калия. Две столовые ложки на ведро воды вполне достаточно. Раствором можно опрыскать растения или полить.

Недостаток кобальта

Кобальт малораспространенный элемент. Нужен томатам в микродозах. Трудно определить, есть кобальт в почве или нет. И специфические признаки, указывающие на дефицит кобальта, у томатов отсутствуют. Если растение чахлое без видимых причин, возможно, ему не хватает кобальта.

Подкормить растения очень просто. Купите в аптеке ампулу витамина В-12, разведите его в ведре воды и опрыскайте растения. Такая обработка более чем достаточна, чтобы покрыть потребность томатов в этом микроэлементе. Ее можно совместить с другими внекорневыми подкормками.

Если вы любите интересные короткие истории из жизни, а также увлекательные подборки на разные темы, они на моем канале https://t.me/realhistorys

Всем здоровья и добра!

Использование эфирных масел для борьбы с вредителями⁠ ⁠

Здравствуйте! Это небольшая глава из моей книги. Если участникам сообщества материал понравится, опубликую все остальные главы. Приятного прочтения!

Большинство насекомых вредителей имеют исключительно острое обоняние. Именно благодаря ему они находят растения, на которых можно паразитировать. И чтобы вредители не нашли свою жертву, можно либо отпугнуть их сильным специфическим запахом, либо замаскировать запах растения. В первом случае вредители будут облетать жертву стороной, во втором случае просто не смогут ее найти.

Для этих целей хорошо подходят эфирные масла. Это большая группа сложных органических соединений, обладающих резким запахом. Его отлично улавливает человек, а насекомые чуют в практически ничтожных концентрациях. Эфирные масла безвредны для человека и животных. Растениям они тоже не вредят. Они не уничтожают вредителей, просто не дают им паразитировать на растениях, вынуждая улетать в другие места.

Например, большинство жесткокрылых насекомых (жуков) не переносят запах гераневого и лавандового масел. Хвойные масла не любят листоеды. Гвоздичное масло хорошо отпугивает тлю и белокрылку, поэтому им имеет смысл обрабатывать овощные культуры, которые опрыскивать ядами нежелательно. Запах ванили очень боятся малиново-земляничные долгоносики.

Пихтовое, еловое и другие хвойные масла привлекают божью коровку, которая уничтожает тлю. Известный с советских времен бальзам Золотая Звезда так же отпугивает многих вредителей.

Как правильно приготовить рабочий раствор для обработки растений? Понадобится половина чайной ложки любого эфирного масла на ведро воды. Но масла в воде нерастворимы, поэтому надо взять 50 грамм мыльной стружки и тщательно перемешать с эфирным маслом, после чего разболтать в воде. Получится что-то вроде эмульсии, которой можно обрабатывать растения (поливать или опрыскивать).

Ванилин надо сначала растворить в небольшом количестве 70% этилового спирта (можно взять аптечный раствор салициловой кислоты). Потом этот раствор развести в ведре воды и поливать малину и землянику.

Обработку растений эфирными маслами нужно проводить раз в неделю. Если в вашем регионе нет сильного нашествия насекомых вредителей, вы вполне сможете защитить свои растения, не использую яды. Понятно, что на бактериальные, грибковые и вирусные заболевания эфирные масла не действуют.

Если вам интересны короткие истории из жизни людей, а также познавательные и увлекательные подборки, они есть на моем канале https://t.me/realhistorys

Всем здоровья и добра!

Защитная поза малайского палочника⁠ ⁠

Этот представитель отряда привиденьевых по праву считается самым массивным палочником в мире. Самки Heteropteryx dilatata – настоящие тяжеловесы: их вес достигает рекордных 65 граммов при длине туловища около 15 сантиметров.

Самцы весят меньше и вырастают в длину не более чем на 10 сантиметров. Правда, у самцов есть другое, намного более важное преимущество – они умеют летать. У ярко-зеленых самок тоже имеются крылья, но они слишком короткие, чтобы поднять в воздух свою неповоротливую обладательницу.

Самцы, в отличие от самок, окрашены в коричневые тона, а их крылья отливают красноватым оттенком. Такие цвета – отличный камуфляж, помогающий насекомым скрыться от глаз хищников среди сочной растительности тропических лесов Малайзии.

Самки Heteropteryx dilatata не только слишком крупные, но и чересчур агрессивные. Потревоженная самка сначала издает предупредительное шипение, совершая быстрые движения крыльями. Если обидчик оказывается слишком близко, она «встает на дыбы» и обхватывает его своими длинными ногами с острыми шипами, нанося болезненные уколы.

Одна из причин, объясняющаяся агрессивное поведение самки, кроется в том, что ей приходится защищать отложенные яйца в течение слишком долгого времени – от 8 до 18 месяцев.

Яйца палочников Heteropteryx dilatata также являются рекордсменами по величине среди насекомых: их размеры достигают 8.5 миллиметров в длину и 5.5 в ширину. В домашних условиях палочники Heteropteryx dilatata живут около двух лет, при этом растут очень медленно. Их основная пища – листья малины, розы, ежевики и дуба.

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))

Тест всех отечественных УЗДП модного сезона 2021⁠ ⁠

Дождались, наконец я доделал тесты всех отечественных устройств защиты от дугового пробоя и готов опубликовать итоги. Только самые стойкие не отписались от меня за эти три месяца 🙂

К сожалению из-за ограничений редактора пикабу на количество блоков — материал я привожу с небольшими сокращениями, полная версия есть у меня на сайте по ссылке в конце. Также я сделал видеоверсию, для тех кто предпочтет слушать и смотреть:

Важные объявления перед тем, как начнём тесты

1. Устройства «умные», и внутри них есть микроконтроллеры. А значит, качество их работы зависит от прошивки внутри микроконтроллера. Поэтому актуальность текста ограничена по времени — устройства дорабатываются, оставаясь внешне такими же! Я очень надеюсь, что производители будут указывать версию прошивки на корпусе, а внесенные изменения у себя на сайте.

2. Устройства по моей просьбе были присланы производителями, без каких либо условий (вот она, супер-сила блогера!), и за это хочу сказать им огромное спасибо. А вот такие производители как ABB, Siemens, schneider electric, Eaton мои письма попросту проигнорировали, поэтому их в тестах нет.

3. Также рекомендую ознакомиться с предыдущим постом на пикабу (ССЫЛКА) о том, что такое УЗДП и как они работают.

4. Дополнительные сведения по тестам вынесены в видео, но основные итоги приведены здесь.

Устройства, которые тестировались

Текущая ситуация такова, что у нас в стране разрабатываются и производятся устройства защиты от дугового пробоя. И мне удалось раздобыть по экземпляру каждого устройства. И еще одно устройство, которое продается на российском рынке, но которое разработано совместно с китайскими инженерами и производится в Китае. Нахождение разработчиков в России это огромный плюс, который позволяет наладить прямой контакт и при необходимости продуктивно решать специфические проблемы, что практически невозможно, если разработчики находятся в другой стране и надежно огорожены от контактов несколькими слоями менеджмента.

IEK УЗДП63-1

Устройство продаваемое под маркой IEK. Это конечно секрет Полишинеля, но для IEK устройства разрабатывает и производит компания Эколайт (https://ecolight.ru). Разработка и производство расположены в России.

Исток УЗДП-С1-63А-1-2

Устройство разрабатывает и производит компания Эколайт (https://ecolight.ru). Разработка и производство расположены в России.

Устройство производит компания Меандр (https://www.meandr.ru/), известная по различной электротехнической продукции. Разработка и производство расположены в России. Эта модель снимается с производства, вместо нее анонсирован выпуск в 2022 другой модели.

Устройство разработало и выпускает АО «Электроавтомат» (https://elav.ru/) в небольшом городке Алатырь в Чувашии. Разработка и производство расположены в России.

EKF AFDD-2-25C-pro

Устройство продаёт компания EKF (https://ekfgroup.com/), но разработано устройство совместно с китайскими инженерами и производится в Китае.

Начнем со сравнения заявленных функций. Некоторые устройства представляют собой комбинацию из нескольких узлов, например не только защита от дугового пробоя, но и защита от короткого замыкания, благодаря встроенному автоматическому выключателю.

Видно, что УЗО-ЭЛТА-2Д лидер. Оно защищает практически от всего: и от выхода напряжения за пределы нормы, и от токов короткого замыкания, и от токов утечки. А вот отсутствие защиты от повышенного напряжения у EKF AFDD-2-25C-pro вызывает вопросы, так как эта функция почти «бесплатна» для разработчика.

Тест первый — ложное срабатывание.

Методика — ходим по мастерской и собираем все интересные электроприборы. Включаем их в цепь с УЗДП пять раз с паузой в 2 сек между включениями (ну или чуть больше). Данные заносим в таблицу:

(+) — нагрузка работает без проблем.

(-) — ложное срабатывание УЗДП одиночное, повторно не воспроизвелось

(Х) — тестирование невозможно, нагрузка слишком мощная и срабатывает автоматический выключатель по перегрузке по току

(!) — стабильное ложное срабатывание

Отдельный тест — «дебил с чайником», в роли дебила — я. Быстро включаем-выключаем выключатель чайника, как если бы ребенок игрался с выключателем света. Искрение в выключателе минимально, благодаря пружине, но вот броски тока и просадку напряжения оно генерирует. На удивление, УЗМ-50МД единственный давал ложное срабатывание в таких условиях.

Генератор искр — это прибор (не серийный к счастью),дающий разряды длинной до 40 мм, с помощью которого демонстрируют детям разные физические опыты. Внутри хороший импульсный блок питания 230В -> 12В 65 Вт, нагружен через генератор на две катушки зажигания, которые и дают искровой разряд. Устройство в процессе работы генерирует много помех в сеть, что заметно на экране осциллографа.

Плавное включение клавишного выключателя — самый невоспроизводимый тест, но он скорее для определения, сможет ли ребенок с шаловливыми ручками вызвать ложное срабатывание, нет ли излишней чувствительности обнаружения дугового пробоя. Все выключатели проектируются так, чтобы контакты включались и выключались резко, минимизируя горение дуги. Но если контакты окислившиеся, или внутрь выключателя попала пыль, то выключатель может искрить достаточно сильно.

Что показал тест:

1. Полное отсутствие ложных срабатываний, особенно на нагрузке вроде тиристорного регулятора без фильтров или лампе УФО-Б — это скорее показатель пониженной чувствительности, что подтвердилось в тесте на время срабатывания.

2. Электроинструмент с двигателями и сварочные аппараты — обычно не вызывают проблем. Удивительно было, что устройство ЭЛТА давало ложное срабатывание на запуск асинхронного мотора сверлильного станка, но в остальном срабатывание на электроинструмент скорее показатель аномальной работы самого электроинструмента, и возможно серьезного дефекта.

3. Советские электробритвы — адовы устройства, имея ток потребления меньше минимального тока обнаружения дуги (2,5А) создавали достаточно шума в сети для срабатывания УЗДП при их включении, что еще раз подтверждает мои слова из предыдущего поста — если у вас есть старые устройства, то для решения проблем с ложными срабатываниями понадобится использование сетевого фильтра.

[здесь вырезан кусок с фото пыли в выключателе из-за которой сильно искрил выключатель на что может сработать УЗДП. И фото оплавленного выключателя, где на повышенное искрение не обратили внимание и вовремя не приняли меры]

Тест второй. Определение чувствительности.

По ГОСТу минимальный ток обнаружения дугового пробоя — 2,5А. Для теста я собрал стенд имеющий последовательную цепь из прерывателя (металлический электрод и угольный, которые можно раздвигать рукояткой с винтом), реостаты для выставления тока, контрольный амперметр. Нагрузка здесь единственная, поэтому для УЗДП это супер тепличные условия. В этом тесте время срабатывания не измерялось, проверялся лишь сам факт — срабатывает-не срабатывает.

Результат — все устройства обнаруживают последовательный дуговой пробой током 2,5А, что предписывает ГОСТ. Но УЗДП ИСТОК обладает чувствительностью гораздо лучше предписанной ГОСТом, и обнаруживался последовательный дуговой пробой током 1А.

Тест третий. Определение скорости срабатывания.

В прерыватель я установил угольный и вольфрамовый электрод. Реостатами выставлял ток, в итоге имитировался последовательный дуговой пробой с током 2,5А, 5А, 16А. На видео снимались как электроды в прерывателе, так и экран осциллографа, подключенного к датчику тока. Затем по видео, подсчетом кадров со свечением меж электродов, определялось время горения дуги, которая прерывалась отключением УЗДП или гасла самостоятельно. Значения времени занесены в табличку (я делал минимум 10 зажиганий).

Погрешность измерения как минимум 2 кадра (0,08сек), а также сложно определимая погрешность, когда частичка угольного электрода нагревается, светится, но при этом еще не сгорела и дуга не зажглась, так что погрешность определения времени горения дуги сдвинута в сторону завышения времени.

Я долго думал, какой бы параметр придумать для численной оценки, но решил просто изобразить визуально. Синие столбики — дуга при последовательном дуговом пробое погасла сама собой. Зелёные — дуга погасла из-за отключения УЗДП. Масштаб на графике 0-3 сек. Если столбик выше — над ним написано время горения в секундах, и там местами какие-то чудовищные значения в десятки секунд! Красный пунктир — предельное время по ГОСТ. Количество столбиков различно, так как я добивался зажигания минимум 10 дуговых пробоев, а далее развлекался с прерывателем пока не надоест.

[Здесь вырезан тест на перекрестные помехи — реакции не найдено]

[Здесь тест на болгарку с переломанным шнуром — два УЗДП не сработали]

Разные подходы и имитатор искрения.

Устройства примечательны тем, что демонстрируют абсолютно разный подход к созданию. Устройства IEK и Исток фактически созданы с нуля именно для выполнения функции защиты от дугового пробоя. У устройства УЗМ-50МД функцию обнаружения дуги добавили в уже готовое и успешное реле защиты от повышенного/пониженного напряжения УЗМ-50М. Устройство от ЭЛТА — это нашлепка на самостоятельно существующие автоматические выключатели, которые производит компания. При особом желании УЗДП можно отделить от автоматических выключателей и они продолжат работу. Устройство от EKF получили путем увеличения корпуса УЗДП ради добавления автоматического выключателя, и автоматический выключатель спрятан внутри общего корпуса.

В комплекте устройств от IEK/Исток есть имитатор искрения, которое позволяет убить сразу нескольких зайцев. Во-первых позволяет проверить работоспособность УЗДП. При включении имитатора в сеть, УЗДП должно отключиться. Во вторых имитатор позволяет определить, что дуговой пробой у конкретнй розетки/переноски будет видим УЗДП, а не останется незамеченным из-за индуктивности длинной линии или злого фильтра помех в устройстве рядом. Устройства других производителей ничего похожего не имеют, и проверить их работоспособность будет затруднительно. Мне очень понравилась эта концепция, но расстроило отсутствие петельки/дырочки или иного крепления для имитатора, что не позволяет прицепить его на связку ключей от электрощитков.

Технически имитатор представляет собой устройство в котором MOSFET ключ нагружен на пару резисторов и кратковременно создает броски тока величиной 2,5А (нижний предел обнаружения по ГОСТ). Имитатор искрения работает только с УЗДП IEK/Исток, устройства других производителей на него не срабатывают (и не обязаны). Осцилограмма работы имитатора ниже:

Что лучше то, IEK или Исток?

Хоть это фактически устройства от одного производителя, есть небольшие отличия в поведении, но в пределах, дозволенных ГОСТ. Так что для потребителя нет никакой разницы. То, что идентичные устройства выпускаются под двумя торговыми марками — это чисто корпоративная история, когда молодая и амбициозная компания приходит к крупному игроку (IEK), и готова продавать свой продукт под чужой торговой маркой, ради налаженных каналов сбыта, маркетинга и других плюшек, но в обмен ей выкрутят руки в плане цены. Плюс, крупная компания, которая выпускает под своей торговой маркой сторонний продукт, обычно дотошно проверяет качество, ведь все шишки в случае чего полетят в них. Я не вижу для потребителя существенной разницы между этими двумя устройствами, вопрос лишь в том, что есть в наличии там, где вы обычно закупаетесь.

Еще раз повторюсь, выводы актуальны ограниченное время после публикации, производители непрерывно дорабатывают устройства, и они внешне могут остаться такими же, но работать совершенно иначе за счёт небольших изменений в схемотехнике или прошивке.

Только два устройства IEK УЗДП63-1 и Исток УЗДП-С1-63А-1-2 (которые фактически выпущены одним производителем — компанией «эколайт») работают как следует. Это как раз тот случай, когда я приятно удивлен отечественным изделием — посылаю виртуальный респект разработчикам.

Устройство УЗО-ЭЛТА-2Д я бы отнес к подающим надежды. Пока оно определяет дуговой пробой неуверенно, и я уверен, производитель работает над доводкой устройства. Оно мне нравится универсальностью — практически устройство защиты «от всего» — поставил и спишь спокойно.

Устройство УЗМ-50МД в части определения дугового пробоя получилось неудачное, и показало результат хуже всех в тесте. Но производитель сообщил, что вместо УЗМ-50МД будет другая модель устройства — будет интересно посмотреть.

Устройство EKF AFDD-2-25C-pro к сожалению работает неуверенно. По моим ощущениям не хватает чувствительности, а отсутствие защиты от повышенного напряжения резко понижает конкурентноспособность по сравнению с другими устройствами.

Было бы интересно сравнить еще и работу устройств от западных производителей (ABB, Eaton, Siemens и другие), но как я говорил в начале — мои письма просто проигнорировали. А один из производителей так вообще не имеет e-mail для связи, только через довольно криво работающую web-форму. Так что наладить контакт с отечественным производителем оказалось гораздо проще, что говорит в пользу отечественного производства.

Вскрытие потрохов устройств я вынесу в отдельный пост, этот и так получился большим

Для вас работает инженер Павел Серков. Полная версия поста без сокращений у меня на сайте https://serkov.su/blog/?p=6054

Еще я дублирую материалы в инстаграм, телеграм и с недавних пор даже 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.

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.

Для чего нужно устройство защиты от дугового пробоя?

Устройство защиты от дугового пробоя (УЗДП) — это устройство обнаружения дуговых замыканий, предназначенное для обнаружения опасных электрических дуг и отключения цепи.

Зачем нужен УЗДП?

Прежде чем ответить на этот вопрос, важно понять существующую схему защиты для бытовых электрических установок. Давайте возьмем типичный щиток квартиры для примера

Базовая защита обеспечивается крышкой щитка и крышкой сборных шин внутри, что предотвращает контакт с токоведущими частями внутри.

В вашем щитке для каждой цепи будет предусмотрен автоматический выключатель, обеспечивающий защиту от сбоев, который защитит ваши цепи от:

• Перегрузки, например, подключение многих приборов к удлинителю или адаптеру розетки
• Ток короткого замыкания, например, утечка в вашей ванной комнате распространяется на свет в комнате внизу, вода одновременно соприкасается с линией и нейтральными проводами
• Ток замыкания на землю, например, вы случайно просверлили кабель, утопленный в стене, через вас течет ток от проводника линии к земле

У вас также есть два УЗО, они предназначены для дополнительной защиты в случае замыкания линии на землю. Однако из-за того, как работает УЗО, для его работы требуется намного меньше тока, чем для автоматического выключателя. Таким образом, в случае замыкания на землю они обычно работают первыми.

Как видите, вы достаточно хорошо защищены: вы можете подключить слишком много приборов к розетке, и автоматический выключатель сработает до того, как ваш кабель перегорит (затем подожжет дом), вы можете затопить ванную комнату и зажечь свет. с водой, и ваш автоматический выключатель сработает, не давая вам соприкоснуться с
электричеством, вы можете просверлить отверстие в стене прямо через кабель, и УЗО сработает до того, как это сделает автоматический выключатель, снова защитив вас от попадания в сеть. удар током

Так какое отношение это имеет к УЗДП?

Есть один тип проблемы, от которой не защитит ни одна из вышеперечисленных мер; электрическая дуга внутри кабеля или соединения.

Что такое дуга?

Электрическая дуга создается, когда электрический ток преодолевает в промежуток между двумя проводящими материалами, и если ток сравнительно низок, возникает искра. Однако, если ток достаточно высок, генерируется непрерывная электрическая дуга, где воздух превращается из газа в плазму, способную поддерживать дугу. Температура, создаваемая этой дугой, может превышать 6000 ° C.

Это не означает, что искрение по своей природе является плохим, многие обычные электротехнические устройства производят дугу во время нормальной работы. Например, когда вы включаете свет, между контактами создается небольшая электрическая дуга, аналогично электрическая дрель будет иметь искрение, возникающее внутри его двигателя.

Чем опасна дуга?

Проще говоря, ошибка дуги может привести к пожару.

В случае дугового разлома происходит непреднамеренное искрение в цепи, поскольку мы уже упоминали, что температура, которая может генерироваться дугой, может превышать 6000 ° C. Это может создать горящий материал в точке дуги, который затем может распространиться на окружающую среду и в конечном итоге в жилище.

Где может возникнуть дуга?

Две наиболее распространенные области возникновения дуговых замыканий — это, во-первых, на клеммах кабеля, где затяжка ослаблена, и, во-вторых, внутри самого кабеля, где была повреждена изоляция.

Почему кабель может быть поврежден и почему будут ослабляются клеммы?

Коренные причины повреждения кабеля чрезвычайно разнообразны, некоторые из наиболее распространенных причин повреждения: повреждение грызунами, разрушение и повреждение изоляции кабеля, вызванное гвоздями или шурупами и сверлами.

Как сообщалось ранее, слабые соединения чаще всего встречаются в резьбовых соединениях, для этого есть две основные причины; во-первых, неправильная затяжка, во-первых, с наилучшей волей в мире люди являются людьми и совершают ошибки. Хотя внедрение динамометрических отверток в мире электромонтажа улучшилось, это может привести к значительным ошибкам.

Второй способ, которым могут возникать незакрепленные концевые соединения, связан с электродвижущей силой, создаваемой потоком электричества через проводники. Эта сила со временем будет постепенно ослаблять соединения.

Как работает УЗДП?

Устройство защиты от дугового пробоя является электронным оборудованием; оно непрерывно контролирует форму волны тока, протекающего через цепь. При обнаружении ненормальной формы, например, созданной дуговым замыканием в форме волны, они работают, отключая цепь или цепи.

Как мы уже говорили ранее, во время нормальной работы электрической установки возникают дуги, УЗДД разрабатываются и проверяются таким образом, что оно распознала «нормальную» дугу, например, при движении электродвигателя и не срабатывала.

Что не может сделать УЗДП?

УЗДД не будет обнаруживать замыкание на линию, как это делают УЗО или автоматический выключатель, и не будут определять ток перегрузки, как автоматический выключатель.