Что такое утечка тока и каковы причины ее возникновения
Перейти к содержимому

Что такое утечка тока и каковы причины ее возникновения

  • автор:

Ток утечки в электрических сетях, как проверить и найти ток утечки

Вы наверняка слышали выражение «ток утечки» или «ток утечки на землю», но каждый ли сможет объяснить, что это такое? Из-за чего возникает ток утечки, чем он опасен, как его устранить? На эти вопросы мы и постараемся получить ответ.

image
Во-первых, для возникновения «утечки» току необходима замкнутая электрическая цепь, как и любому току проводимости. И нагрузкой здесь может стать практически любой проводящий объект: тело человека, ванна, труба, часть корпуса электроустановки и т. д. А если ток утечки оказывается чрезмерно большим, то может возникнуть опасность для здоровья людей. Вот почему необходимо иметь представление о данном явлении.

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

image
Ток утечки на землю разогреет место крепления провода заземления к корпусу, это и опасно пожаром. Если такое случится, например, на объекте горнодобывающей промышленности, где высока вероятность обильного выделения горючих взрывоопасных газов или иных легко воспламеняющихся веществ, это может привести к большой трагедии.
Для сетей с глухозаземленной нейтралью вышеописанная проблема, к сожалению, типична. Но есть и другая не менее опасная возможность. Для трехфазных сетей с изолированной нейтралью характерна утечка тока между фазами по земле через изоляторы, корпус, опоры ЛЭП, в случае если повреждена изоляция хотя бы одной из фаз.

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

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

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

image

УЗО

Чтобы защитить себя и своих близких от поражения электрическим током и от лишних расходов за утекающую в землю электроэнергию, необходимо использовать устройство защитного отключения или дифференциальный автомат (автоматический выключатель совмещенный с УЗО), — такое устройство мгновенно сработает и произведет аварийное отключение от сети всех потребителей в самом начале утечки.

image

Ток утечки на землю в быту

Ток утечки может создать проблемы и в быту, некоторые люди часто используют этот термин, но понимают ли они сам процесс и осознают ли его потенциальную опасность? Ток ведь движется от фазы к земле через проводящие предметы, такие как металлические трубы, корпус стиральной машины, ванна, батарея — по предметам, не предназначенным в обычных условиях для прохождения по ним тока.

Старение изоляции, оплавленная изоляция, частые перегрузки или механически поврежденная изоляция — вот лишь несколько поводов задуматься, а нет ли здесь токов утечки. Любое нарушение изоляции может привести к утечке тока в жилище и к опасности для жильцов. Давайте же разберемся, как обезопасить себя от этих вредных явлений в быту.

Изначально необходимо понимать, что не существует идеальной изоляции. Конечно, исправная изоляция не опасна, но хоть немного нарушенная изоляция уже несет серьезную угрозу. Прикоснувшись к корпусу стиральной машины, к оболочке кабеля, или просто к вилке, где имеет место утечка тока через поврежденную изоляцию, человек может сильно пострадать и даже погибнуть.

Менее опасным, но не менее неприятным симптомом утечки является повышенный расход электроэнергии — ток проходит через счетчик даже при полностью выключенных потребителях квартиры или дома. Уехали в отпуск, вернулись, и увидели, что холодильник намотал непомерно много. А дело то вовсе не в холодильнике, а в нарушенной где-то изоляции.

Имея представление о природе тока утечки, человек сможет легко найти и устранить неисправность, если на то возникло подозрение. Что может стать причиной для такого подозрения? Например, прикосновение к электрическому обогревателю сопровождается ощущением слабого удара током или прикосновение к стиральной машине во время мытья рук над ванной приводит к похожим ощущениям. Это однозначно указывает на то, что где-то в приборе имеет место поврежденная изоляция. Нужно искать «течь».
Проще всего в домашних условиях использовать мультиметр или индикаторную отвертку. Либо измерить сопротивление мегомметром, если такой вдруг оказался под рукой. Конечно, мегомметр есть далеко не у каждого обывателя дома, поэтому рассмотрим самые простые возможности.

Проверка на утечку при помощи индикаторной отвертки

Оборудование с проводящей оболочкой, такое как холодильник, стиральная машина, водонагреватель — можно очень просто проверить на наличие тока утечки индикаторной отверткой. Осторожно прикоснитесь к корпусу включенного прибора индикаторной отверткой так, словно проверяете наличие фазы в розетке. Если индикатор хоть немного засветится, то это явный признак утечки, — нужно искать повреждение изоляции и, что не менее важно, проверить соединение заземляющего проводника из розетки с корпусом прибора, если такое заземление предусмотрено, и вообще проверить заземление.

Прозвонка омметром

Еще один способ проверки целостности изоляции внутри бытового прибора — при помощи мультиметра. Выдерните проверяемый бытовой прибор из розетки, включите мультиметр в режим омметра, выставьте предел измерения на отметку 20 МОм. Измерьте сопротивление между корпусом прибора и вилкой (между корпусом и каждым из штырей вилки).

Сопротивление должно оказаться более 20 МОм — за пределами шкалы. Если у вас есть мегомметр, то с его помощью можно аналогичным образом провести измерение состояния изоляции на нечувствительном к высокому напряжению оборудовании (мегомметр имеет на своих щупах высокое напряжение).

Старый способ с радиоприемником

Простой бытовой способ поиска утечек в скрытой в стене проводке. Его раньше всегда применяли прежде чем начинать делать ремонт, чтобы рабочих не ударило током во время штукатурки. Брали портативный радиоприемник на средние или длинные волны, выставляли его частоту приема на молчащую станцию, и при всех выключенных потребителях проходились с приемником вдоль пути прокладки проводки. Если динамик начинал издавать шум — в этом месте утечка.

Коварный ток утечки

Проектирование, монтаж и реконструкция систем электроснабжения зданий и сооружений подразумевают внедрение трехпроводной (в быту) или пятипроводной (в промышленности) схем подключения электрооборудования: к фазным и нулевому рабочему проводникам добавляется нулевой защитный проводник.

Ток утечки

Любое нарушение последовательности по данным схемам приводит к неуправляемому растеканию токов по металлоконструкциям, трубопроводам систем водоснабжения и ОВК зданий, т.е. к возникновению токов утечки.

А ток утечки, как и блуждающий ток, приводит к коррозионному воздействию на эти системы.

Током утечки называют ток, обусловленный несовершенством изоляции, протекающий в землю или на сторонние проводящие части в электрически неповрежденной цепи.

Основными причинами возникновения тока утечки являются:

  • ошибки монтажа электрооборудования (подключение нулевого рабочего проводника к клемме нулевого защитного проводника, подключение нулевого защитного проводника к клемме нулевого рабочего проводника, подключение под один контактный зажим обоих проводников);
  • нарушение изоляции электроустановок и нулевых рабочих проводников вследствие перегрева или механических повреждений;
  • нарушение контактных соединений нулевых рабочих проводников.

Величина тока утечки «на землю» зависит от величины сопротивления изоляции проводника, которая, в свою очередь, имеет ограниченное значение, и от напряжения сети. Через изоляцию из любой находящейся под напряжением токоведущей части оборудования постоянно протекает незначительная величина тока, безопасное значение которой регламентируется соответствующими актами и называется «нормой тока утечки». Существуют специальные устройства защиты от токов утечки «на землю» — устройства защитного отключения (УЗО). По закону равенства втекающих и вытекающих из узла токов, сумма тока утечки и тока нейтрали (вытекающие из узла) равна току фазы (втекающий в узел). Величина разницы токов (даже наименьшая), протекающих через УЗО в случае появления тока утечки, и будет равна значению тока утечки.

Стоит отметить, что при отсутствии заземления (не в смысле специального провода, а в смысле заземленных предметов или оборудования) применение УЗО не имеет смысла, так как возникновение тока утечки невозможно без наличия заземления. Основной задачей УЗО является отключение электропитания при превышении нормативного значения током утечки, появлении опасности для жизни людей, выхода из строя оборудования или возникновения пожара.

Поэтому помимо контроля и измерения тока утечки, важно также проверять и тестировать УЗО, для чего существуют специальные тестовые измерительные приборы, позволяющие проводить измерения без отключения УЗО. Измерительные приборы для тестирования УЗО помогают определить 2 основных рабочих параметра устройств — ток срабатывания и время срабатывания УЗО, исходя из которых делаются выводы о возможности дальнейшего применения этих устройств.

Ток утечки на землю

Хотя величина тока утечки в сотни раз меньше величины основного (фазного) тока, иногда ее значения могут увеличиваться и достигать опасных для жизни величин (при 16мА человек начинает терять способность самостоятельно освободиться от контактов, находящихся под напряжением, и подвергается смертельной опасности при длительном воздействии с ними; от 100 мА — смертельный ток).

Это может быть связано с уменьшением сопротивления человека электричеству по разнообразным причинам (повышенная влажность, наличие соли на коже и т.п.). Но самым настораживающим является то, что присутствует этот ток в неповрежденной цепи. Поэтому измерять ток утечки необходимо! Для этого существуют специальные токоизмерительные клещи, способные определять малые токи, или так называемые клещи для измерения микротоков.

При использовании токоизмерительных клещей для измерения токов утечки не придется отключать электрооборудование от сети, что является преимуществом при проведении измерений на режимных объектах и больших промышленных предприятиях. Грамотный контроль, своевременное проведение измерений и выявление дефектов (нарушения изоляции, ухудшения соединения контактов проводников и т.п.) на ранних стадиях, т.е. до наступления аварий и устранения последствий, помогут не только обезопасить работу персонала, но и уберегут от внезапного выхода из строя технологического оборудования.

Как найти утечку тока в квартире и в частном доме

При превышении нагрузки в замкнутой электросети иногда возникает утечка тока. Нагрузкой становятся различные проводящие объекты – человеческое тело, батареи, ванна, электрические приборы. Чрезмерно большой ток утечки представляет опасность для жизни, имеет риски повреждения бытовой техники. По этой причине стоит разобраться, как обнаружить и защититься от явления.

Что такое утечка тока

В ГОСТах 61140-2012 и 30331.1-2013 дано определение понятия. Токовая утечка – это протекание электротока в грунт, к открытым, проводящим, сторонним предметам или защитным проводникам в нормальных рабочих условиях.

Ток направляется от фазы к земле по непредназначенному для этого маршруту:

  • корпусу бытового оборудования – стиральных или посудомоечных машин, бойлеров, электрических плит;
  • металлическим трубам водопроводной или газопроводной магистрали;
  • сырому штукатурному слою квартиры или дома;
  • иным токопроводящим путям.

Направленность тока при утечке

Направление токов зависит от типа заземления:

  • Изолированная нейтраль IT – утечка осуществляется через изоляционный слой к токопроводящим элементам. С них по проводникам она отводится в область растекания.
  • Схема TN с глухим заземлением нейтрали – утечка проходит по REN-шине до вводного устройства защиты.
  • Система ТТ – утечка выполняется через основную изоляцию от токоведущих до открытых проводящих элементов. По проводнику и заземлителю ток направляется в локальный грунт.

Направление и путь тока в схемах IT и ТТ одинаковы.

Причины возникновения утечки тока

Утечка возникает даже при функционировании оборудования в штатном режиме, но опасность появляется, когда превышен предел дифференциального тока. Допустимая норма может увеличиваться в нескольких случаях.

С электроприбора в квартире или доме

Напряжение возникает на корпусе бытовой техники (чаще всего водонагревателя или машинки-автомат). Причина заключается в повреждениях ТЭНа или разрывах изоляции. В трехпроводной или двухпроводной схеме подключения оборудования явление проявляется по-разному:

  • Трехпроводное подключение прибора по схеме TN-C-S. При пробоях заземленного корпуса утечка направляется на шину PE. Электромагнитная или тепловая защита автовыключателя на линии питания активируется.
  • Двухпроводное подключение прибора с заземлением типа TN-C. Утечка не приведет к срабатыванию автовыключателя и техника продолжит работать до момента образования дифференциального тока. Явление произойдет при касании к корпусу, элементу здания или труб водоподачи. Проводником утечки от прибора к земле будет человек.

Наибольшую опасность для жизни представляет двухпроводной тип подключения.

В скрытой проводке в доме или квартире

При скрытой организации проводки существуют риски повреждения изолированных жил кабеля. Они происходят в таких случаях:

  • Превышение нормативного срока эксплуатации. Квартира в доме застройки 50-90-х годов ХХ века оснащается алюминиевой или медной проводкой. Согласно ВСН 58-88 медные токоведущие жилы заменяются 1 раз в 30 лет, алюминиевые – 1 раз в 30 лет.
  • Неправильное использование. Перегрузка электросети приводит к нагреву и разрушению изоляции кабеля питания.
  • Механические повреждения проводников тока. Возникают, когда нарушена технология монтажа или неправильно просверливались стены.

Изоляция имеет постоянную величину сопротивления, но при подозрениях на утечку ее необходимо проверить.

Чем опасна утечка

Если изоляционный слой теряет сопротивление, человек, прикоснувшись к корпусу бытовой техники, оболочке провода, вилке штепсельного типа, розетке, трубе водопровода или отопления, стен жилого здания, выступит в роли проводника. Через его тело ток утечки поступит в землю. При этом существуют риски частичного поражения или летального исхода.

Токовая утечка повлияет на качество энергопотребления. В доме могут не работать некоторые потребители, но даже при выключенном состоянии техники на электросчетчике отразиться затрата электричества.

Заземление электроприборов предотвратит удары тока при касании к корпусу. В этом случае точка фиксации проводящего кабеля начнет интенсивно выделять тепло, что станет причиной возгорания проводки.

Характерные признаки

Узнать токовую утечку можно по следующим признакам:

  • легкое покалывание при касании к стенке, трубам, бытовой техники;
  • увеличенный расход электроэнергии без видимых причин;
  • начинает выбивать пробки при включении нескольких приборов;
  • помехи и шумы от работающего радиоприемника;
  • электроприборы при включении в сеть не работают;
  • удары тока в ванной при проведении водных процедур.

Для устранения явления нужно выявить его причину.

Как проверить и найти ток утечки своими руками

В домашних условиях можно применить простой метод – проверку утечки измерительными приборами.

Индикаторная отвертка

Инструментом можно найти фазу на предметах-проводниках. Кончиком отвертки необходимо прикоснуться к различным участкам. Загорание лампочки свидетельствует о нарушении изоляционного слоя.

Работа с мультиметром

Прибор используется в режиме омметра для уточнения показателей сопротивления. Понадобится включить мультиметр, перевести его на омметр, щупами посмотреть показатели между корпусами техники и каждым из штырей. Об утечке свидетельствует величина больше 20 мОм.

Показатель меньше 5 мА не является опасным при надежном заземлении электроприборов.

Прозвонка мегаомметром

Бытовую технику понадобится отключить от сети. Поскольку прибор умеет находить повреждения на нечувствительном к напряжению оборудовании, понадобится прикоснуться к нему щупами. Вращая рукоятку, генерируют напряжение. Утечка выявляется если сопротивление более 20 мОм.

При резком скачке напряжения от 500 до 1000 В слаботочная электроника выходит из строя.

Как определить, поврежден ли электроприбор

Приборы с металлическим корпусом при попадании на них фазного напряжения становятся опасными для жизни. Определить утечку можно так:

  • Прикоснуться отверткой с неоновым индикатором к неокрашенной металлической части. Слабое свечение лампочки говорит об утечке. Проверка проводится на двух полярностях подключения.
  • Выключить оборудование, достав вилку из сети. Выключатель в помещении привести в рабочий режим. Одним щупом мультиметра прикоснуться к прибору, другим – к розетке. Измерения производятся в обеих полярностях.

Не касайтесь руками бытовой техники.

Поиск проблем в электропроводке

Поврежденная цепь скрытой проводки часто становится причиной поражения током при ремонтно-отделочных работах. Наличие утечки легко проверить транзисторным радиоприемником.

Устройство настраивают на улавливание средней и длинной волны, прослушку станции в режиме молчания. Радиоприемник включают на полную громкость и начинают поиск, проводя им практически по стене. Шумы динамика и фоновые помехи говорят о повреждении коммуникаций.

Средства защиты

Чтобы обезопасить себя от поражения током, а бытовую технику от поломок, используются следующие методы защиты:

  • заземление всех домашних приборов и устройств;
  • установка ШДУП (шины дополнительного выравнивания потенциалов) в ванной комнате;
  • установка УЗО, который реагирует на суммарные показания около 100 мА и быстро выключает приборы;
  • установка дифавтомата, отключающего электричество только на поврежденных участках;
  • замена распаечных колодок в щитке и соединение их качественными клеммами;
  • прокладка новой электрической линии с качественной изоляцией.

Организация защиты требует соблюдения норм безопасности и профессиональных навыков, поэтому понадобится помощь специалистов.

Обнаружение утечки тока позволит защитить человека от травм или смерти, предотвратит поломки техники. Самостоятельные изменения стоит проводить с соблюдением техники безопасности, а линию защиты организовывать с задействованием квалифицированных электриков.

Причины утечки тока в доме и как защититься от опасности поражения

Для начала, давайте разберемся что это за процесс. Термин «утечка тока» означает, что ток протекает не предназначенному для этого пути. Он выбирает себе любую другую цепь. Это может быть корпус самого прибора, сырая стена, труба отопления и другие металлические или влажные предметы. Даже сам человек в некоторых ситуациях может стать проводником для утечки тока. Если этот ток будет достаточно большим, то это грозит непоправимым вредом для здоровья. Именно поэтому, возникающую утечку тока необходимо вовремя выявить и устранить причину, которая этому способствует.

что такое утечка тока

Причины утечки тока и почему это происходит

Основной причиной утечки тока является нарушенная изоляция электрической проводки, неправильная ее установка или соприкосновения проводов с токопроводящими элементами конструкции. Если возникает одна из этих причин, то корпус прибора может оказаться под напряжением, и любое к нему прикосновение будет опасным для человека. Именно поэтому рекомендуется проводить периодические проверки исправности электропитающего провода ваших приборов. Визуальный осмотр вы можете провести сами, а вот сервисное обслуживание лучше доверить проверенной официальной организации.

Как защититься от утечки тока

Первая половина 20 века ознаменовалась бурным развитием электричества. Естественно, потребовались дополнительные меры безопасности. Одной из таких мер является заземление в розетке или в вилке электроприбора. Это придумано для того, чтобы в случае возникновения утечки тока он уходил в землю по линии наименьшего сопротивления. Этот метод в теории должен исключить поражение током от аварийного прибора, который питается от электричества. Но даже если вы установили в доме все розетки с заземлением, и вся современная аппаратура имеет вилку с заземлением, это не может дать стопроцентной гарантии защиты от утечки тока.

как работает УЗО

В качестве альтернативного варианта можно рассматривать дифференциальный автомат, который совмещает в себе устройство защитного отключения и автоматический выключатель. Такие автоматы помогают защититься от неблагоприятных явлений, которые могут возникнуть в результате утечки тока. Он срабатывает моментально и обеспечивает сеть при возникновении малейшей опасности.

Главная потенциальная угроза при утечке тока заключается в проводке скрытого типа. Вы можете получить поражение при наклейке обоев или нанесения штукатурки. Однако, существуют способы, которые позволяют определить утечку тока, не обращаясь к профессионалам. Самый проверенный и популярный вариант — это транзисторный приемник с диапазоном приема длинных и средних волн. Перед тем как проводить тестирование, нужно убедиться в том, что все электроприборы отключены. Нужно настроить приемник на частоту, свободную от вещания, и медленно продвигаться вместе с ним вдоль предполагаемых зон прокладки кабеля. В непосредственной близости от места утечки в динамике приемника появятся специфический фоновый шум.

Устройства контроля утечки тока DRCM/DMRCD

RCD (Residual Current Devices) – представляет собой устройство, которое может защитить сеть от тока утечки. В этой группе состоят также и приборы RCCB, RCBO, CBR и MRCD. Любой из этих приборов предназначен для контроля цепи, и в состоянии обнаружить утечку тока если случилась повреждение и отключить потребитель от источников питания. Именно это является основным требованием автоматических мер защиты по отключению питания (VDE 0100-410).

RCM (Residual Current Monitor) является своеобразным сигнализатором. Он только обнаруживает неполадки и сигнализирует о неисправности, не отключая при этом сам электроприбор.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *