Что такое перегрузка электрической сети это явление
Перегрузка электрической цепи: основные причины, как защититься
Перегрузка — это условия оперирования электрически не поврежденной цепи, которые вызывают сверхток (определение согласно ГОСТ 30331.1-2013 [1]).
В электрических цепях электроустановки здания могут возникать сверхтоки при отсутствии в них электрических повреждений. Причиной появления этих сверхтоков является перегрузка электрических цепей.
Причины возникновения перегрузки в электрической цепи.
Харечко Ю.В. в своей книге [2] описывает причины возникновения перегрузки в электрических цепях следующим образом:
« Вероятность возникновения перегрузки в одних электрических цепях существенно больше, чем в других. Перегрузка маловероятна в распределительных электрических цепях, а также в конечных электрических цепях, имеющих в своем составе только стационарные электроприемники, например, стационарные электрические светильники. В конечных электрических цепях штепсельных розеток вероятность перегрузки значительно выше, поскольку число и мощность подключенных к ним электроприемников могут изменяться в широких диапазонах. В какой-то момент времени сумма электрических токов всех одновременно работающих переносных, передвижных и стационарных электроприемников, которые подключены к штепсельным розеткам, может превысить номинальный ток их конечной электрической цепи. То есть возникнет перегрузка. »
Как защититься от перегрузки в электрических цепях?
Длительная перегрузка проводников может вызвать их сильный нагрев и стать причиной пожара в здании. Поэтому в электроустановках зданий выполняют специальные мероприятия по защите их частей от перегрузок. С этой целью электрические цепи защищают устройствами защиты от сверхтока, которые в том числе должны своевременно отключать токи перегрузки.
Перегрузки часто возникают во время переходных процессов в электрических цепях, например, при включении какого-либо электрооборудования. Пусковые токи электрооборудования могут в 5–7 и более раз превышать их номинальные токи и вызывать кратковременные перегрузки. Однако устройства защиты от сверхтока не должны отключать электрические цепи, которые они защищают, при появлении в них кратковременных пусковых токов.
Как возникают перегрузки в электросети и к чему приводят: возможные причины, последствия и их преодоление
Перегрузки это нештатные ситуации в работе электросети, на которые вы можете и не обратить внимание: незначительные сбои в работе бытовых электротехнических приборов, мерцание ламп в осветительных приборах и иные несущественные неполадки.
Реальная опасность заключается в том, что даже самые незначительные и кратковременные перегрузки могут привести к очень серьезным последствиям, вплоть до возгорания проводки и пожара в помещении, если электропроводка старая и изношенная, а бытовые электроприборы используются с нарушениями правил безопасной эксплуатации.
Таких неприятных, а иногда трагических последствий перегрузок в электросети можно легко избежать, если понимать причины возникновения перегрузок и знать способы защиты от них. Именно этим вопросам и посвящена наша статья.
Причины перегрузок в электросети
Среди причин, способных привести к перегрузке в электросети, можно выделить три основные:
Избыточная нагрузка электросети
Одновременное подключение к одной розетке нескольких мощных потребителей приводит к избыточной нагрузке на само гнездо и питающий его электрический провод. Результатом такого подключения может стать оплавление корпуса и деталей электрической розетки или даже возгорание электропроводки.
Рассмотрим конкретный пример: к двухгнездовой розетке подключают одновременно электрическую духовку и стиральный автомат. Оба прибора могут потребовать до 4 киловатт мощности.
Если электросеть защищена стандартным автоматическим прерывателем на 10 ампер, то он конечно сработает и разомкнет цепь. Сила тока в 10 ампер в пересчете на мощность (в сети с номинальным напряжением 220V) составит 2.2 кВт.
Вполне понятно, почему в описанной ситуации автомат сработал, защищая сеть от перегрузки.
В необдуманной попытке «перемудрить» законы физики, пользователь устанавливает более мощный автомат, на 20 ампер, который позволит одновременное подключение к розетке двух мощных потребителей, но в этом случае перегреется и начнет дымить и розетка и питающий ее провод. Дело в том, что и розетка и электропроводка тоже рассчитаны на стандартные 10 ампер.
Смысл приведенного примера в том, что если есть необходимость одновременного включения в работу нескольких мощных потребителей, то нужно позаботиться о замене электропроводки на провода, соответствующего увеличенной нагрузке сечения, об установке розетки, более устойчивой к перегрузкам, и об использовании подходящего автомата защиты.
В идеале, такие вопросы решаются на начальных этапах строительства дома, или перед капитальным ремонтом. Следует продумать схему размещения электротехнических приборов в жилище, разделить их на логические группы.
Предусмотреть устройство отдельных ветвей питания для каждой из групп, или индивидуальной проводки для особо мощных потребителей. Необходимо заблаговременно рассчитать сечение и длину проводов для каждой из ветвей, приобрести необходимое количество подходящих розеток и автоматов защиты.
Только таким образом можно надежно и эффективно защитить электросети от перегрузок, электрооборудование от порчи, а жилища от пожаров.
Неисправность прибора
Любой бытовой прибор это достаточно сложное электротехническое изделие и есть много разных причин, в результате которых прибор может утратить нормальную работоспособность, стать аварийным и вызвать перегрузку в сети и срабатывание автоматов защиты.
Использование автоматических выключателей и старомодных плавких предохранителей и есть единственным средством защиты от возгораний электропроводки и пожаров в помещениях.
Износ электропроводки
Старые провода, многократно и во многих местах скрученные, изогнутые, пережатые, — первопричина всех проблем.
В местах изгибов и пережатий уменьшается сечение провода. Снижается пропускная способность. Рассыхается и трескается изолирующая оболочка проводов. Короткое замыкание и связанные с этим перегрузки, возгорание проводки становится всего лишь вопросом времени.
Берегите жизнь и собственное здоровье, а также жизнь и здоровье живущих с вами по соседству людей от аварий и пожаров.
Что такое перегрузка электросети и её последствия
Основные причины перегрузки электросети
Прежде, чем рассматривать способы защиты домашней электросети от перегрузки, необходимо установить причину ее возникновения. В противном случае предпринятые меры могут оказаться неэффективными. Как показывает практика, чаще всего нештатный режим работы локального участка цепи может быть вызван следующими причинами:
Рассмотрим детально каждую из названных выше причин.
Включение в сеть неисправного электроприбора
Неисправные бытовые приборы включать в сеть категорически противопоказано. Это может привести к короткому замыканию и срабатыванию электромагнитного расцепителя автомата защиты. Вполне может случиться так, что несправная электротехника не вызывает КЗ, но начинает потреблять существенно больше допустимого тока. В такой ситуации срабатывает тепловая защита АВ.
И в первом, и во втором случае возникает перегрузка электропроводки, поэтому при первых признаках неисправности бытовых электроприборов их необходимо отключить от сети и отнести в ремонтную мастерскую. Помните, что несправные устройства могут стать причиной пожара.
Неправильное распределение нагрузки
Это наиболее распространенная причина, по которой происходит перегрузка электропроводки, поэтому имеет смысл привести наглядный пример.
Допустим, в квартире имеется некая электроточка, к которой через «тройник» подключается одновременно стиральная машина и бойлер, мощностью 2,3 и 2,6 кВт, соответственно. Из этого следует, что суммарная мощность электроприборов будет 4,9 кВт. Значит, токовая нагрузка на линию составит чуть больше 22 А (I = P/U = 4900/220 = 22,27).
Поскольку номинальный ток автоматических выключателей в электрощитках большинства квартир – 10 или 16 А, то при одновременном включении указанных бытовых электроприборов будет происходить срабатывание тепловой защиты из-за возникновения перегрузки.
Чтобы выйти из сложившейся ситуации, многие допускают классическую ошибку, которая может стать фатальной. А именно, устанавливают на линию автомат, рассчитанный на большую электрическую мощность, например на 25 или 32 Ампера. Учитывая, что в большинстве домов вторичного рынка жилья при монтаже электропроводки использовался кабель под номинальный ток 19 А, то будет происходить нагрев проводов, с последующим нарушением изоляции проводников.
Помимо этого следует учитывать, что типовые электрические розетки изготавливаются под номинальный ток 16,0 Ампер. Превышение его почти на 40% приведет к тому, что корпус электроточки расплавится.
Результат подключения к розетке большой нагрузки
Вероятность возникновения пожара вследствие такого непродуманного распределения нагрузки довольно велика. Ситуацию можно существенно усугубить, используя тройники или удлинители китайских производителей.
Правильным решением устранения перегрузки в приведенном примере будет прокладка отдельных линий питания для каждого мощного электроприбора.
Несвоевременная замена проводки
Срок эксплуатации электрической сети — довольно важный фактор, который не следует оставлять без внимания, говоря о причинах перегрузки. Считается, что его продолжительность напрямую зависит от материала, из которого изготовлен электрический кабель. Это отчасти верно, но разумнее руководствоваться Ведомственными строительными нормами, в частности ВСН 58 88, действующими и по сегодняшний день.
В соответствии с данным нормативным документом, срок эксплуатации внутриквартирных бытовых сетей жилых помещений составляет 40 лет для скрытой проводки и 25 лет для внешней. При этом для элементов сети (розеток, выключателей и т.д.) этот срок ограничен 10-ю годами.
Для алюминиевых проводов, используемых для проводки в эпоху массовой застройки прошлого века, срок эксплуатации ограничен 30-ю годами. Напомним, что начиная с 2001 года, провода с алюминиевыми жилами запрещено применять при монтаже проводки. Если Вам досталась квартира с такой проводкой, настоятельно советуем, не затягивая, произвести ее замену.
Но это мы привели нормативные сроки, фактические могут существенно отличаться, как в меньшую, так и большую сторону. Немаловажное влияние на это оказывает нагрев кабеля, вызванный перегрузкой электросети. Превышение температуры всего на 5°С сверх допустимой нормы сокращает срок эксплуатации проводки вдвое.
Приведем обратный пример. Допустим, сечение кабеля проводки 2,50 мм, что допускает величину проходящего тока до 25 А. Если установить на него автоматический предохранитель с номинальным током 16 А, то фактический срок эксплуатации проводки может превысить нормативный, а опасность перегрузок будет практически исключена. Поэтому важно правильно выбирать сечение проводов и номинальный ток автоматических выключателей, чтобы упростить себе задачу, можете воспользоваться приведенной на рисунке таблицей.
Выбор сечения провода и автоматов
Превышение мощности групп освещения
Установка большого количества энергоемких осветительных приборов, может спровоцировать перегрузку. Но в настоящее время, доступность энергосберегающих и светодиодных ламп практически нивелировало эту проблему.
Низкое качество энергоснабжения
Спровоцировать перегрузку сети может устоявшееся заниженное или завышенное напряжение, что также опасно для Ваших приборов. Поскольку качество энергоснабжения является внешним фактором, бороться с этой причиной можно только установкой защиты. В качестве таковой используется стабилизатор и/или реле напряжения.
Реле напряжения
Нагревание и возгорание при токовой перегрузке. Пиролиз изоляции
Наряду с этим следует иметь в виду, что при перегрузке изолированного электропровода реализуется специфический способ нагревания изоляции и особый источник зажигания. Нагрев изоляции происходит одновременно по всей поверхности, которая контактирует с токопроводящей жилой, и сопровождается интенсивным образованием горючей смеси продуктов пиролиза с воздухом. Этот процесс при условии неотключения источника электропитания может продолжаться до полного разрушения проводника, которое произойдет, например, при достижении токоведущей жилой температуры плавления металла. Разрушение электропроводника может произойти по другому механизму, когда, например, ослабнет при температуре, близкой к температуре плавления металл проводника, свободно висящего на элементах конструкций, и проводник разрушится под действием собственного веса. Характерно, что при достижении этого момента произойдет разрыв жилы, сопровождающийся искровым разрядом, независимо от того, питается ли цепь от источника постоянного или переменного тока. Этот разряд является эффективным источником зажигания образовавшейся горючей смеси. При еще больших кратностях токов перегрузки источниками зажигания могут явиться нагретые до высокой температуры токопроводящие жилы и другие детали.
Следует также учитывать, что процесс прогрева и пиролиза изоляции происходит на всем протяжении токоведущей жилы, и поэтому возгорание может произойти на одном или даже нескольких наиболее теплонапряженных участках линии. Подобным тонкостям обучают на специализированных курсах, а к работе сотрудники допускаются только после аттестации промышленной безопасности.
Электросопротивление в местах перехода электрического тока с одной контактной поверхности на другую через площадки действительного их соприкосновения также обусловливает локальный нагрев металла токопроводящих деталей и прилегающих материалов вплоть до появления источников зажигания. И чем большей будет токовая нагрузка, тем более интенсивным окажется разогрев контактного соединения, поскольку тепловая мощность прямо пропорциональна квадрату силы тока. Особенно опасно проявление эффекта нагрева контактных соединений в режиме затяжного короткого замыкания, при котором сила тока может превышать рабочий ток в сотни раз. Нередко это приводит к появлению вторичных очагов возгорания не только в месте короткого замыкания, но и на других участках, в местах, где оказываются при этом под токовой нагрузкой плохие контакты.
Возможные последствия
Даже незначительная перегрузка бытовой электросети может создать множество проблем и привести к серьезным последствиям. Перечислим их, чтобы Вы понимали всю серьезность этой проблемы:
Это далеко не полный список последствий. Как видите, наиболее серьезное из них может привести к тому, что возникнет пожар. Причем, как показывает печальная статистика, при перегрузках чаще всего из-за замыкания возникают возгорания, последствия которых намного серьезней, чем потеря информации из-за отключения автоматов.
Часто причины пожаров связаны с перегрузкой электросети
Каждая электросеть, независимо от ее масштабов, рассчитана на определенные нагрузки. Это знают практически все, но при этом почему-то упорно продолжают перегружать электросети, что приводит к плачевным последствиям. Рассмотрим опасность перегрузки электросети на примере загородного дома – они сегодня пользуются большой популярностью. Перегрузки сети в загородном доме могут возникать не только по вине неграмотных электриков или хозяев, но и поставщиков электроэнергии. Перепады напряжения в загородных электросетях весьма частое явление, поэтому отсюда следует первое правило:
Стабилизатор позволит уберечь от резких перепадов напряжения в любую сторону. Дело в том, что на повышение напряжения отреагируют автоматы, а вот понижения не всегда улавливаются. Если вы обратились в компанию профессионалов, то они обязательно выполнят все работы на должном уровне, применив лучшее оборудование.
Перегрузки по вине электриков
Также перегрузки возможны по вине неопытных электриков. Если они неправильно рассчитали планируемые нагрузки, подобрали провода с неподходящим сечением проводов, неправильно выбрали защитные устройства автоматического отключения, то быть беде. Более того, практически в каждом загородном доме останавливается генератор. Если его неправильно подключить, то может возникнуть короткое замыкание при включении штатного питания. Также электрики могут неправильно подключить силовые агрегаты – насосы, бытовую технику. В этом случае автомат будет все время срабатывать, что сделает применение оборудования практически невозможным. Избежать этого можно только одним способом – обратившись к настоящим профессионалам, а отсюда и правило второе:
Перегрузки по вине владельцев
Нередко сами владельцы виновны в перегрузках электросети. Они подключают к одной подающей ветке слишком много оборудования, используют удлинители с неподходящим сечением проводов, не бережно относятся к электрооборудованию. Результат – короткое замыкание или перегрузки электросети. Отсюда правило третье и правило четвертое:
Опасность перегрузок состоит в том, что по их причине может случиться пожар, выйти из строя дорогостоящее оборудование. Но есть и еще один источник перегрузок, от которого никто не застрахован.
Стихийные перегрузки сети
Перегрузка групп освещения
Перегрузка групп освещения, редко встречаемая неисправность. Как правило, с группами освещения проблем с перегрузкой нет. Правда, если вместо одной люстры в комнате, сделать новые гирлянды точечных светильников по всему потолку, то перегрузка и в группах освещения вполне может быть.
Здесь, то же есть выход. Современные экономные лампы значительно снижают нагрузку освещения, и это может стать решением проблемы перегрузки.
Статьи по теме: Почему греется проводка: выясняем причины и устраняем проблемы
Что такое перегрузка электрической сети и чем она опасна?
Возникновение перегрузки сети способно привести как к небольшим пустяковым проблемам, в числе которых может быть, например, мерцание светотехники в квартире или слабые перебои в работе электрических устройств, так и к очень серьезным — возгоранию электросети в частности и всего помещения в целом. Последствия такого исхода печальны, особенно учитывая, что от данного явления избавиться достаточно просто. В статье рассмотрены различные причины перегрузки электросети, а также методы защиты от этой неприятности.
Перегрузка электросети – основные причины
Основными причинами перегрузки электросети являются:
Статьи по теме: Зачем нужно устройство защитного отключения
Неправильно распределенная нагрузка
Чаще, перегрузка в электросети не является неисправностью. Это скорее просчет при создании проекта электроснабжения квартиры и ее монтаже. Если в одну группу розеток включили большое количество розеток, при этом неправильно рассчитали номинал автомата защиты, то перегрузка неизбежна.
Например, на кухне было две розетки. Решив увеличить количество розеток, мастера не позаботились о создании новой группы, а шлейфом смонтировали еще несколько розеток. Каждая отдельная розетка не перегружает цепь, а при включении нескольких приборов приводит к перегрузке.
Хочу напомнить, что при перегрузки электросети автоматические выключатели не срабатывают моментально, как при коротком замыкании. В устройстве автомата защиты, для защиты от перегрузки есть биметаллическая пластина, нагрев которой отключает аварийную цепь. Для нагрева пластины и отключения цепи при перегрузки требуется несколько минут.
Статьи по теме: Как установить автоматический выключатель
Поэтому, если у вас периодически срабатывают автоматы защиты, при включении бытовых приборов, то вполне вероятна перегрузка электросети и неправильное распределение нагрузки или неправильно подобранный номинал уставки автомата защиты.
Сложность предварительного расчета каждой группы розеток квартиры, создало одно простое правило монтажа. На одну розеточную группу не «вешайте» более 4 розеток. При таком распределении нагрузки в сочетании с медным кабелем 3×2,5 мм² и автоматом защиты в 25 Ампер, никогда не будет перегрузки групповой цепи.
Включение в сеть неисправного прибора
Но перегрузка электросети может появляться не только при неправильном распределении нагрузки. Неисправный электроприбор, вполне, может потреблять повышенный ток и приводить к перегрузке сети.
Если отключение автомата защиты происходит только при работе «подозреваемого» прибора, а мощность прибора не более 2500Вт, то прибор нужно ремонтировать или менять.
Чем опасно понижение напряжения в сети
Чаще всего страдают электрические приборы из-за быстрого и значительного повышения напряжения. Но и низкий показатель этой величины может быть опасным для того оборудование, работа которого зависит от двигателя.
ВНИМАНИЕ! Допустимые по нормам отклонения в размере 10% от 220В могут значительно изменить работу лабораторного оборудования, медицинской диагностической техники.
При низком напряжении двигатель не имеет достаточной мощности для нормальной работы, он перегревается, обмотки его могут сгореть. Наиболее подвержены поломке такие бытовые приборы с компрессорными агрегатами, как холодильники, кондиционеры.
Перегрузка групп освещения
Перегрузка групп освещения, редко встречаемая неисправность. Как правило, с группами освещения проблем с перегрузкой нет. Правда, если вместо одной люстры в комнате, сделать новые гирлянды точечных светильников по всему потолку, то перегрузка и в группах освещения вполне может быть.
Здесь, то же есть выход. Современные экономные лампы значительно снижают нагрузку освещения, и это может стать решением проблемы перегрузки.
Статьи по теме: Стиральная машина бьет током
Возможные последствия
Каждый прибор, включенный в сеть во время скачков напряжения, может выйти из строя, сгореть. Высокое напряжение, превышающее допустимые нормы, приводит к загоранию кабеля и другим опасным ситуациям.
ВАЖНО! Для надежной защиты зданий от опасных ударов молнии необходимо использовать устройства грозозащиты. Эта важная мера техники безопасности.
Поэтому при его эксплуатации используются стабилизирующие приборы защиты перепадов. Другие виды электрических приборов обычно без повреждения выдерживают небольшие перебои и отклонения (10 %) от нормативного показателя в 220 В.
Как самостоятельно установить стабилизатор напряжения?
Комната, где предстоит установить стабилизатор, должна быть сухой и хорошо вентилируемой. Ведь главная причина поломки таких приборов – наличие конденсата.
Чтобы продлить срок службы стабилизатора, рекомендуется установить еще и автоматический выключатель, но после счетчика и до стабилизатора
Причины скачка напряжения самые разнообразные, но с чем бы не пришлось столкнуться всегда есть возможность предупредить проблему. Решение кроется в двух вариантах – установкой реле или стабилизатора. Произвести монтаж при этом сможет каждый потребитель.
Как обезопасить свою квартиру от скачков напряжения?
Замена электропроводки в квартире не поможет решить проблему. В идеале заменить электросеть дома и системы распределения. Чтобы минимизировать последствия скачков в сети, рекомендуются такие решения:
Представленные устройства помогут решить проблему с перепадом, защитить технику, что актуально для современных сооружений.
Автоматические стабилизаторы напряжения на всю технику
При скачках или нехватке питания рекомендуется устанавливать стабилизаторы напряжения. Лучше всего устройства проявляют себя при «проседании» электроэнергии. Хорошо справляются с незначительными импульсными перепадами, но вот совсем неэффективны при высоком перенапряжении. В этом случае рекомендуется использовать их вместе с реле.
Точечная защита электросети (реле)
Специальное реле напряжения позволит решить проблему перенапряжения. Задача защитного прибора заключается в отключении электроэнергии, если показатели напряжения выходят за возможны нормы.
Только когда ситуация нормализируется, прибор возобновит питание. Защита будет обеспечена даже если на линии произошел обрыв нулевого провода или на сетевые провода попала контактная линия городского электротранспорта. Единственная ситуация, когда защитная установка бесполезна – импульсные скачки, которые образовались от близкого грозового разряда.
При защитном отключении рекомендуется обзавестись стабилизатором питания, чтобы на время перебоя быть с электричеством.
Возмещение ущерба за вышедшие из строя приборы
Потребителей интересует не только, почему случился скачок напряжения, но и как получить компенсацию за поврежденные из-за него электрические бытовые приборы. Звонок в аварийную службу и приезд бригады должны быть зафиксированы.
ВАЖНО! Действовать нужно быстро, сразу позвонить в аварийную службу, сообщить о случившимся, вызвать аварийную бригаду для подтверждения факта повреждения техники.
Это поможет в суде при решении вопроса о компенсации. Независимо от того, упало напряжение или резко повысилось, были нарушены допустимые нормы.
ВАЖНО! Для составления искового заявления за основу берется статья 17 Федерального Закона Российской Федерации «О защите прав потребителей».
Также опираться можно на статью 309, часть 1 Гражданского Кодекса РФ, если виновник случившегося – поставщик электроэнергии.
«Правила предоставления коммунальных услуг гражданам» (пункт 49, 51), «Правила эксплуатации жилищного фонда» (пункт 5.6), «Правила содержания в имущества в многоквартирном доме» (пункт 7) – эти документы дополнительно используются при подаче заявки на компенсацию, если повреждение электрических приборов произошло по вине компании, обслуживающей электрические сети дома.
ВАЖНО! При перепадах напряжения в сети многоквартирного дома или участка с частными домами могли пострадать еще и соседи. Их показания помогут добиться компенсации.