Что такое утечка тока и каковы причины её возникновения?

Как он протекает

Вариант первый. Корпус или каркас электроустановки (холодильник, системный блок, стиральная машина и прочее) касается металлического проводника, имеющего контакт с землей. Это может быть батарея отопления, сырой бетонный пол в квартире, другая электроустановка, подключенная к заземлению. В точке касания замыкается цепь, и возникает тот самый ток утечки. В чем опасность? Локальный нагрев точки касания может привести к возгоранию. Если контакт надежный, сила тока возрастет до порога срабатывания устройства защиты (вводной автомат на щитке питания). При слабом касании будет наблюдаться искрение и тот самый локальный нагрев. Чаще всего это приводит к оплавлению и дальнейшему повреждению питающих проводов. Кроме того это явление провоцирует электромагнитные помехи.
Вариант второй. Корпус электроустановки не имеет контакта с заземленными предметами и сам не заземлен. При касании внешних панелей человеком, возникает нагрузка (тело человека является проводником), и через организм протекает электрический ток. Поскольку сопротивление в данном случае велико, сила тока недостаточна для срабатывания автоматов защиты. А вот вред здоровью, вплоть до летального исхода, может быть нанесен. Надеяться на то, что пользователь будет обут в обувь с резиновой подошвой недопустимо. Равно как считать, что пол с покрытием из линолеума защищает вас от поражения электротоком. Тем более, что при работе стиральной машинки, руки у хозяйки чаще всего мокрые, что снижает сопротивление кожи.И если в первом случае достаточно правильно подобранного автомата защиты, вариант второй требует более продвинутых мер. Например, включение в цепь питания УЗО, которое реагирует на небольшой номинал тока утечки, и провоцирует срабатывание защитного автомата.

А как определить, есть проблема или нет? Для измерения тока утечки обычно вызывают бригаду мастеров электриков, которые проводят поиск проблемных установок с помощью прибора. На промышленных объектах эта процедура обязательна, равно как и при вводе в эксплуатацию жилого фонда. На крупных предприятиях больших городов — таких, как Москва, даже существуют штатные подразделения специалистов по этому вопросу.

А как самостоятельно проверить ток утечки в квартире или жилом доме? Ощущение покалывания электротоком, когда мокрой рукой касаешься корпуса стиральной машины — сомнительная и опасная диагностика.

Как осуществить глубокую диагностику

Начинать глубокую проверку утечки тока в автомобиле стоит после того, как вы осмотрите провода. Суть тестирования: отсоединяем автоприбор, а затем замеряем электроток, используя мультиметр. Последовательность действий следующая:

отсоединяем минусовую клемму с АКБ, чтобы разместить мультиметр;
подключаем мультиметр к отключенному проводу аккумулятора и минусовой клемме;
вытаскиваем предохранители, чтобы разомкнуть цепь;
если наблюдаются скачки электротока, определяем, к какому прибору относится предохранитель.

Провести проверку утечки тока в автомобиле можно, сделав адаптер, в качестве которого подойдет перегоревший предохранитель. К самодельному адаптеру подсоединяем щупы мультиметра. Далее действия повторяются: проверяем цепи отдельно.

Если определили неисправное место, необходимо узнать, будет ли КЗ. Для этого надо прозвонить провода, используя мультиметр, заранее установив режим измерения сопротивления.

Важно!

Не каждый прибор функционирует вместе с предохранителем. Поэтому данный метод проверки утечки тока в автомобиле подойдет не всегда.

Случается, что утечка отсутствует, однако аккумулятор за ночь садится. Происходит это из-за отрицательного баланса заряд/разряд. АКБ может попросту не заряжаться полностью, если вы все время стоите в пробке, поездки всегда на небольшое расстояние, авто часто приходится заводить и отключать, а эксплуатация машины происходит зимой. В результате аккумулятор выходит из строя.

Огромное количество энергии потребляет дополнительно установленная музыка. Однако это уже не является утечкой тока в автомобиле.

Простые способы поиска утечек

Обычный визуальный осмотр может дать неожиданный результат. Всевозможные перетирания и разрушения изоляции на проводах найти несложно.

Осматривать нужно не только внешние провода, по возможности проверьте контактные колодки и жгуты проводки внутри электроплиты, стиральной машины или бойлера.

Затем необходимо сузить ареал поиска. Это можно сделать в случае, если у вас грамотно скомпонован вводной щиток: автоматы и УЗО разбиты по группам потребления и помещениям. Последовательно отключая ту или иную группу, вы сможете понять, на какой линии подключен неисправный электроприбор.

После определения линии подключения, поочередно отсоединяйте потенциально опасные электроустановки от сети и наблюдайте за поведением УЗО.

Если это не дало результата — воспользуемся доступными техническими средствами. Чтобы понять, как найти утечку тока, не обязательно иметь профильное образование. Все процессы описаны в школьном курсе физики. Когда вы не уверены в своих базовых знаниях электротехники, лучше воспользоваться услугами электриков профессионалов.

Индикаторная отвертка — практически идеальный (хотя и не точный с измерительной точки зрения) прибор для поиска. Принцип ее работы как раз построен на работе токов утечки. Достаточно найти участок металла без краски и коснуться измерительным контактом. Поверхность сантехнических приборов как раз может стать идеальным проводником электричества от бойлера или стиральной машинки.
Необходимо включить все электроприборы в рабочий режим и пройтись по заранее составленному плану (чтобы ничего не забыть), коснувшись всех потенциально проблемных мест.
Бытовой мультиметр (при наличии диапазона измерения в десятках МОм). Здесь расчет простой: согласно ПУЭ (Правил устройства электроустановок), сопротивление изоляции обеспечивает безопасность при значении более 20 МОм.

Если сопротивление меньше установленного значения, возможна утечка и пробой потенциала на корпус.

Как правильно замерить сопротивление изоляции в электроустановке?

отключаем электроприбор от питания;
устанавливаем режим работы измеряющего прибора в положение МОм, диапазон — десятки единиц;
надежно закрепляем один измерительный щуп на контактах вилки питания (поочередно);
второй щуп прикладываем к неокрашенным частям корпуса электроприбора.

Возможные причины

Почему срабатывают узо:

В условиях утечки
При наличии трещин, повреждений в конструкции изоляции тех проводов, которые являются изношенными.

В описанных выше случаях только своевременное включение соответствующей защиты может свести к нулю риск возгорания. В данной ситуации выход есть только один — необходимо оперативно отыскать тот участок, на котором произошла утечка. Существуют и другие способы. К примеру, бывает достаточно убрать устройство из цепи, однако данный вариант сопряжен с некоторыми рисками, и это следует иметь в виду. Безусловно, проводка может быть исправной. В ряде случаев, ее можно эксплуатировать на протяжении нескольких десятков лет. Однако риск возникновения чрезвычайных ситуаций тоже присутствует. Халатность во всем, что связано с электричеством, недопустима

И данному моменту следует уделять особое внимание

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.

Принцип подключения потребителей к бортовой сети авто

Электрическая схема подключения фар

Протекание электрического тока по проводнику возможно лишь в том случае, когда тем или иным образом замкнута электрическая цепь. То есть, в случае «штатного» расходования электроэнергии цепь: клемма АКБ «плюс» – потребитель – клемма «минус» должна не иметь разрывов. Конечно, это максимально упрощенная схема цепи. В автомобиле большинство потребителей подключается по более сложной схеме, в связи с чем неподготовленному человеку трудно разобраться в ней. Для того, чтобы не вести поиск неисправности вслепую, возьмём для наглядности схему, представленную на рисунке выше. Как видите, лампы и клемма 85 реле имеют общий «минус» – на авто он соединён зачастую с кузовом – «массой». Положительный же провод «разрывается» выключателем. При замыкании контактов выключателя ток проходит через катушку реле, подключенную к контактам 86 и 85. Катушка, благодаря электромагнитному полю, замыкает контакты 87 и 30 и ток проходит через лампы.

Перед проверкой утечки тока мультиметр ставят в режим амперметра

Практически все электроприборы автомобиля работают по схожей схеме – только, как правило, их цепи размыкаются ещё одним выключателем – замком зажигания, а в положительный провод «врезается» плавкий предохранитель. Реле и предохранители для удобства объединены в монтажный блок (или даже два). Всё это говорится здесь для того, чтобы вы не растерялись при виде массы жгутов проводки и для того, чтобы, мысленно разделив множество объединённых цепей на небольшие схемы, вели поиск места утечки тока целенаправленно, ничего не пропуская. Естественно, что некоторые приборы объединены в общие сети, но, тем, не менее несложно представить их множество как один потребитель – но несколько «расширенный» в пространстве. Причинами же утечки тока в автомобиле могут стать нежелательные «подключения» различных цепей либо друг к другу, либо к «массе» автомобиля из-за повреждённой изоляции проводов или из-за грязи, образующей «мостики» для тока.

Статья в тему: Машина бьет током: разбираемся и устраняем проблему

Какие автомобили больше подвержены проблеме

В большей степени подвержены нарушениям в электроснабжении автомобили производства ВАЗ. Проблема возникает не просто так, а на фоне безграмотных решений разработчиков.

Одно из них касается системы питания машины, которая сформирована далеко не идеально. Из-за чего даже без запущенного двигателя АКБ продолжает терять чрезмерные объемы электроэнергии. Однако в новых моделях автомобилей уровня Гранты данное упущение было исключено.

Еще одна категория опасности включает в себя старые иномарки, в которых размещается большое количество электроники. Проблема та же – отсутствие адекватной системы расходования энергии.

Параметры, проверяемые у ОПН

На различных этапах изготовления и последующей эксплуатации ограничители должны подвергаться тем или иным испытаниям, которые регламентируются вышеприведенными НД:

Сопротивление изоляции – проверяется мегаомметром для контроля изоляции;
Ток проводимости – позволяет проверить нелинейное сопротивление вилитовых дисков;
Воздействие электрическим напряжением – для проверки прочности и устойчивости в различных режимах;
Частичные разряды – используются для проверки устойчивости на пробой посредством амплитудных скачков тока;
Остаточное напряжение – характеризует способность устройства к накоплению заряда;
Механическая прочность – позволяет убедиться, что рубашка выдержит механические нагрузки;
Рис. 1. Принцип проверки механической прочности
Герметичность – определяет сопротивление корпуса проникновению влаги внутрь.

Проверка работы генератора

Иногда измерения не меняются из-за того, что плохо функционирует генератор. После поворота ключа зажигания генератор не передает импульс, аккумуляторная батарея не заряжается.

Проверка генератора проводится в такой последовательности:

Зажигание отключается, ключ изымается.
Потребители электрического тока отключаются.
Провода с зажимами от мультиметра подводятся к аккумуляторной батарее. При этом отслеживается соответствие плюсу и минусу.
Для установления напряжения используют режим вольтметра. Показатель должен составлять 12,9 В.
Запуск мотора, подключение печки, включение фар.
Проверка напряжения (повышение до 14В).

При определении более низкого напряжения проводят проверку работоспособности генератора. К этому мероприятию привлекают мастеров, пользуются услугами автомобильных мастерских. Допустимый показатель они устанавливают быстро. При помощи современных стендов устанавливается состояние генератора, наличие поломок.

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

Пробой на корпус в системах: А) TN-C-S, В) TN-C

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.

В скрытой проводке в доме или квартире

Повреждение изоляции кабеля скрытой проводки

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.

Это интересно: Бездоговорное потребление электроэнергии — ответственность и расчет стоимости

3 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

3.1 Общая часть

Все
электрооборудование, применяемое в электроустановках, должно удовлетворять
требованиям соответствующих стандартов, в т. ч. стандартов на требования
безопасности.

3.2. Характеристики

Все выбранное
электрооборудование должно иметь соответствующие характеристики, исходя из
значений и условий, на основании которых выполнено проектирование
электроустановки (см. разд. 2,
ч. 2), и должно, в частности, отвечать следующим требованиям.

3.2.1 Напряжение

Электрооборудование
должно выбираться с учетом максимального напряжения в установившемся режиме
(среднее квадратическое значение для переменного тока), а также вероятных
перенапряжений.

Примечание — Для некоторого оборудования иногда бывает
необходимо рассчитать вероятное наименьшее напряжение.

3.2.2 Ток

Все
электрооборудование должно выбираться с учетом максимального тока в
установившемся режиме (среднее квадратическое значение для переменного тока)
для нормальных рабочих условий, а также с учетом вероятного тока для аварийных
условий и продолжительности протекания этого тока в функции времени
срабатывания защитных устройств, если таковые имеются.

3.2.3 Частота

Если частота имеет
влияние на характеристики электрооборудования, то номинальная частота
оборудования должна соответствовать частоте сети.

3.2.4 Мощность

Все
электрооборудование, выбираемое на основании характеристик мощности, должно
соответствовать режиму, требуемому от этого оборудования, с учетом коэффициента
нагрузки и нормальных условий эксплуатации.

3.3 Условия
монтажа

Все
электрооборудование должно выбираться таким образом, чтобы оно могло
выдерживать механические нагрузки и условия окружающей среды (п. 2.5, ч. 2), характерные для места его
установки или которым оно может подвергаться. Если какое-либо оборудование не
обладает свойствами, соответствующими месту его установки, им можно
пользоваться при условии наличия удовлетворительной дополнительной защиты,
являющейся частью электроустановки.

3.4 Условия,
необходимые для нормальной работы

Все
электрооборудование должно выбираться таким образом, чтобы не оказывать
вредного влияния на другое оборудование и питающую сеть в нормальных рабочих
условиях, включая коммутацию. При этом необходимо учитывать:

— коэффициент
мощности;

— пусковые токи;

— несимметричность
нагрузки по фазам;

— гармоники;

— параметры,
определяющие электромагнитную совместимость, в т. ч. со средствами
охранно-пожарной сигнализации;

— радиопомехи,
помехоустойчивость.

Обзор электростатики

Электрические заряды или заряженные частицы являются точечными источниками электростатического поля. Силовые линии поля всегда начинаются на положительных зарядах и заканчиваются на отрицательных. Сила взаимодействия между заряженными частицами такова, что разноимённые заряды притягиваются, а одноимённые – отталкиваются. В электрическом поле запасается энергия; количество энергии пропорционально общему числу силовых линий поля, то есть потоку (или общему заряду). Паразитный ток, наводимый в измерительные проводники, прямо пропорционален напряжённости поля. При любом данном напряжении ёмкость описывает отношение заряда на двух проводящих телах к напряжению между ними. Энергия, запасённая в поле, равняется половине произведения ёмкости на квадрат напряжения:

Везде, где существует напряжение, есть распределение положительных и отрицательных зарядов, даже если один из проводников заземлён.

Напряжения создают высокоимпедансное поле. Токи создают магнитные поля с низким импедансом. Волновой импеданс – это всегда отношение электрического поля к магнитному для любой электромагнитной волны. Экраны работают и на отражение, и на поглощение энергии поля. Если импеданс материала экрана сильно отличается от импеданса поля, преобладает отражение. Если их импедансы близки, возможно только поглощение.

Схема протекания тока

Схема протекания тока при остановленном моторе.

При остановленном двигателе все электрооборудование автомобиля запитывается от аккумулятора. Часть устройств работает независимо от положения ключа зажигания. Обычно это:

противоугонное устройство;
часть светосигнального и звукового оборудования.

Протекание тока через них указано зеленой линией. Остальные получают питание только при включении зажигания – путь тока обозначен синей линией.

Знание конкретной схемы будет полезно при поиске нештатного потребителя – все нагрузки можно разделить одним поворотом ключа.

Схема протекания тока при питании от генератора.

Если двигатель запущен, то питание осуществляется от генератора. Ключ зажигания при этом замкнут, и появляется еще один потребитель – аккумулятор.

В чем опасность подобного явления

Некоторые потери тока происходят даже в случае полной исправности изоляции. При этом ничтожные значения утечки практически не отражаются на работе оборудования и не опасны для человека. А вот серьезные проблемы возникают при частичном или полном разрушении изоляционного слоя.

Любое соприкасание с корпусом устройства при потере изоляционного сопротивления, включая касание простой розетки и штепсельной вилки, трубы отопления или водопровода, даже к стене или перегородке в доме чревато прохождением через тело токов утечки в землю. Нередки случаи тяжелых травм и летального исхода в результате таких инцидентов.

Совет 2: Как проверить утечку тока

Установите ключ зажигания в положение «0». Отключите плюсовую клемму от аккумулятора и подключите в разрыв амперметр — минусовой клеммой к контактной клемме автомобиля, а плюсовой — к аккумулятору. Установите цену шкалы амперметра в пределах 10 Ампер. Проходящего тока при этом быть не должно, при его наличии проверяйте контактные цепи стартера и генератора .

После этого установите ключ зажигания в положение «парковка». Отключите автомагнитолу или иные подобные устройства, габаритные огни. освещение в салоне. Замерьте значение проходящего тока. Допустимы незначительные токи — до 0,1 fмпера. В случае обнаружения значений, превосходящих это значение — стоит проверить цепи питания парковочных огней и освещения салона. прикуривателя, аудиосистемы, сигнализации, а так же отопительной системы и кондиционера. Делается это поочередным отключением от цепи питания этих устройств (можно так же извлечением предохранителя соответствующего отключаемому устройству) до исчезновения тока утечки. После этого проверьте цепь устройства, при отключении которого прекратились утечки.

4 МОНТАЖ, НАЛАДКА И ИСПЫТАНИЯ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК

4.1 Монтаж

4.1.1 Монтаж
электроустановок должен производиться квалифицированным персоналом.

Безопасность при
производстве монтажных работ должна быть обеспечена в соответствии с ГОСТ
12.0.004, ГОСТ
12.3.003, ГОСТ
12.3.032, «Правилами устройства электроустановок (ПУЭ)», утвержденными Главтехуправлением и
Госэнергонадзором Минэнерго СССР, СНиП III-4,
утвержденными Госстроем СССР, «Правилами пожарной безопасности при производстве
строительно-монтажных работ ППБ-05-86»,
утвержденными МВД СССР 26.02.1986 г., и эксплуатационной документацией на
электрооборудование.

4.1.2 Характеристики
электрооборудования, устанавливаемые согласно разд. 3 (ч. 2), не должны
ухудшаться в процессе монтажа.

4.1.3 Защитные и
нулевой рабочий проводники должны иметь соответствующую цветовую или иную
маркировку зажимов. Эти же проводники в гибких шнурах и кабелях должны иметь
цветовую или цифровую маркировку.

4.1.4 Соединения
между самими проводниками, а также между проводниками и другим
электрооборудованием должны выполняться таким образом, чтобы обеспечивался
безопасный и надежный контакт.

4.1.5 Условия
охлаждения должны быть запроектированы таким образом, чтобы была обеспечена
нормальная работа электрооборудования.

4.1.6 Все
электрооборудование, создающее высокие температуры или электрическую дугу,
должно быть установлено или защищено таким образом, чтобы исключить опасность
воспламенения горючих материалов. Если температура любых доступных частей электрооборудования
может быть причиной травматизма людей, эти части должны быть так расположены,
чтобы предупредить случайный контакт с ними.

4.2 Наладка и
испытания

Электроустановки
должны быть опробованы, осмотрены и испытаны перед пуском в эксплуатацию, а
после любой значительной реконструкции — проверены на правильное выполнение
монтажных работ согласно требованиям соответствующих стандартов.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1 ПОДГОТОВЛЕН И ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 337
«Электрооборудование жилых и общественных зданий»

РАЗРАБОТЧИКИ

Р. Н. Карякин, д-р техн. наук, профессор (руководитель); Г.
Д. Дасько; В. В. Попов; С. В. Егоров; В. И. Солнцев; Б. А. Билько

2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В
ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 2 июня 1993 г. №152

Настоящий стандарт соответствует
международным стандартам МЭК 364-1-72
«Электрические установки зданий. Часть 1. Область применения, назначение и
определения’», МЭК 364-2-70
«Электрические установки зданий. Часть 2. Основные принципы», кроме определения
отдельных терминов, приведенных в разделе 3 (ч. 1) и выделенных курсивом.

Стандарт содержит дополнительные требования,
отражающие потребности экономики страны, которые выделены курсивом

3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

4 ССЫЛОЧНЫЕ
НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка	Номер пункта	Обозначение НТД, на который дана ссылка	Номер пункта
	4.1.1 (ч. 2)		2.5 (ч. 2)
	1.8, 2.1, 2.13 (ч. 2)		2.5 (ч. 2)
	1.8 (ч. 2)		1.8 (ч. 2)
	2.13 (ч. 2)		1.8 (ч. 2)
	4.1.1 (ч. 2)		4.1.1 (ч. 2)
	4.1.1 (ч. 2)	ВСН 59-88	1.8 (ч. 2)
	2.5 (ч. 2)		4.1.1 (ч. 2)
	2.5 (ч. 2)