Izolația întrerupătoarelor: cerințe privind izolația aparatelor casnice și industriale

Exploatarea în siguranță a tuturor tipurilor de echipamente electrotehnice depinde direct de starea reală a materialelor izolatoare care sunt încorporate în construcția părților conductoare ale fiecărui produs de instalare. Dacă izolația întrerupătoarelor este deteriorată, pot apărea defecțiuni ale alimentării cu energie electrică, incendii și chiar accidente.

Vă vom spune totul despre tipurile de izolație care asigură siguranța deplină a utilizării dispozitivelor de comutare. În articolul propus de noi sunt descrise în detaliu variantele naturale și sintetice, obișnuite și întărite. Sunt prezentate particularitățile de marcare și sunt oferite sfaturi pentru cumpărători.

Protecția izolatoare a echipamentelor electrice

Materialele izolatoare asigură protecția oamenilor și animalelor din jur împotriva electrocutărilor. Există o singură condiție: trebuie să alegeți corect dielectricul consumabil, forma, grosimea, parametrii tensiunii de lucru (aceasta poate fi diferită, la fel ca și construcția aparatului).

În plus, condițiile de exploatare industriale sau casnice ale unui dispozitiv electrotehnic complex pot avea o influență semnificativă asupra calității izolatoarelor. Calitatea izolației, grosimea și gradul de rezistență electrică trebuie să corespundă influenței reale a mediului înconjurător și condițiilor standard de exploatare.

Pentru a verifica proprietățile izolatoare, se aplică o tensiune de încercare pe cablu, iar apoi, cu ajutorul unui multimetru sau tester, se citesc valorile rezistenței de izolație a dispozitivului electric

Informațiile despre cum se verifică tensiunea într-o priză electrică se găsesc în articolul următor, pe care vă recomandăm să îl consultați.

Compoziția izolației electrice poate include atât un strat de dielectric de o anumită grosime, cât și o formă constructivă (carcasă) realizată din material dielectric. Cu dielectric se acoperă întreaga suprafață a elementelor conductoare ale echipamentului sau numai acele elemente conductoare care sunt izolate de alte părți ale construcției.

Tipuri de materiale izolatoare

Producătorii care fabrică întrerupătoare electrice moderne utilizate în clădiri rezidențiale, de birouri și industriale disting următoarele tipuri de izolație electrotehnică: izolația de lucru (de bază), suplimentară, dublă și întărită.

Izolația de lucru (de bază)

Aceasta este, în esență, principala protecție a instalațiilor electrice, care le asigură o funcționare normală și stabilă, fără apariția scurtcircuitelor, și protejează pe consumatori de contactul direct cu părțile conductoare de curent.

Izolația funcțională, conform normativelor, trebuie să acopere întreaga suprafață a firelor, cablurilor și a altor elemente prin care trece curentul electric. De exemplu, cablurile aparatelor electrice sunt întotdeauna acoperite cu izolație.

Tuburile cambric din clorură de polivinil sunt utilizate ca o modalitate ieftină și rapidă de izolare a părților conductoare de curent ale firelor care se conectează la aparatele electrice.

Aceasta trebuie să garanteze rezistența împotriva tuturor acțiunilor externe potențiale care pot apărea în procesul de exploatare a întrerupătoarelor electrice în cazul acțiunii simultane a câmpurilor de forță, încălzirii termice, frecării mecanice și manifestărilor agresive ale mediului.

Factorii enumerați afectează negativ caracteristicile electrice ale materialelor dielectrice (de izolație), iar din cauza lor poate avea loc o deteriorare ireversibilă a calităților utile, adică izolația va fi supusă unei uzuri rapide.

Un material izolator ieftin și accesibil tuturor. Este fabricat din PVC, are dimensiuni diferite atât ca lungime, cât și ca lățime. Gama de culori poate fi variată, compoziția adezivă este rezistentă, iar aderența este puternică și rezistentă la uzură.

Dacă este vorba de exploatarea industrială a întrerupătoarelor, atunci personalul întreprinderii trebuie să verifice periodic intensitatea uzurii construcțiilor izolatoare și să efectueze la timp măsuri preventive pentru controlul proprietăților lor de protecție.

Menținerea responsabilă a unui nivel ridicat al rezistenței de izolație reduce potențialele scurtcircuite la pământ și la carcasă și reduce la zero șocurile electrice.

Indicatorul de rezistență caracterizează starea curentă a calității izolației dintre 2 elemente conductoare și oferă o indicație privind riscul de scurgeri de curent. Caracterul blând, nedistructiv al acestui control este util la urmărirea uzurii și îmbătrânirii straturilor de izolație.

În rețelele electrice mici, puțin ramificate, rezistența de izolație este factorul principal de siguranță. Controlul izolației principale poate fi de recepție-predare, efectuat imediat după lucrările de montaj sau reparații, sau periodic, efectuat în timpul exploatării echipamentului cel puțin o dată pe an.

În atelierele foarte umede, controlul se efectuează de 2 până la 4 ori pe an în mod constant. Măsurătorile se realizează cu un aparat de măsură digital pentru controlul izolației – megohmmetrul.

Aparat de măsură universal. Destinat nu numai pentru determinarea stării reale a rezistenței izolației, ci și pentru verificarea rezistenței sale dielectrice. Cu el, specialiștii testează straturile izolante ale echipamentelor pentru străpungere electrică.

Controlul periodic al rezistenței izolației pe întrerupătoarele instalate se efectuează în zonele de producție, unde echipamentele, în timp, sunt supuse efectelor negative ale vaporilor corozivi ai substanțelor chimice, umidității, prafului și temperaturilor ridicate. În acest proces, izolația întrerupătoarelor poate fi deteriorată. Aparatele cu izolația deteriorată sunt periculoase pentru viața umană.

PUE-urile sectoriale (Regulile de instalare a echipamentelor electrice), adoptate în Rusia, impun efectuarea măsurării regulate a rezistenței izolației prezente în rețelele de alimentare electrică de la 1 kV în sus.

Rezistența materialelor dielectrice în rețeaua instalațiilor de iluminat, pe segmentul dintre 2 siguranțe adiacente, dintre orice conductor și pământ, precum și dintre orice doi conductori, trebuie să fie nu mai mică de 0,5 MΩ.

Acest indicator nu este aplicabil în practică pentru conductoarele aeriene ale dispozitivelor electrice externe, pentru instalațiile care se află în încăperi extrem de umede, deoarece rezistența în ele este inconstantă și depinde de valorile umidității aerului.

Trebuie menționat în mod special că, dacă pentru astfel de instalații nu există norme de izolație, atunci conducerea întreprinderilor trebuie să țină cont de acest factor și să ia toate măsurile pentru exploatarea în siguranță a dispozitivelor și să monitorizeze mai atent starea actuală a materialelor de izolație.

Dacă utilizați în lucru o sculă electrică cu izolație dublă, atunci va fi necesar să testați lunar izolația acesteia cu un megohmmetru. Dacă unealta este distribuită angajaților la întreprindere, atunci verificarea absenței scurtcircuitului la carcasă trebuie efectuată cu un aparat special – multimetru.

Conform PUE, măsurarea rezistenței izolației electrice trebuie efectuată cu o tensiune de cel puțin 500 V, iar testarea izolației cablurilor cu mai multe fire cu o tensiune de 6—10 kV.

Determinarea integrității conductoarelor de curent ale cablului, verificarea cu megohmmetrul a conformității acestora cu fazele, trebuie efectuată de cel puțin 2 persoane. Regulile impun ca una dintre ele să aibă autorizație nu mai joasă de grupa IV, iar a doua: nu mai joasă de grupa III.

Motivele pentru realizarea protecției suplimentare

Izolația suplimentară se plasează în instalațiile electrice care au tensiunea de lucru de până la 1 kV. Este o izolație independentă, care va fi montată împreună cu izolația principală a echipamentului, pentru a proteja întrerupătoarele în cazurile complexe și periculoase de exploatare, la atingerea indirectă cu elemente dăunătoare.

În principal, aceasta îndeplinește funcția de protecție împotriva șocurilor electrice, în cazul deteriorării stratului principal de izolație. Un exemplu practic de izolație suplimentară – este carcasa din plastic a întrerupătorului, bucșele izolatoare, cambricurile, tuburile din plastic și alte tipuri de dielectrici.

Pentru acest tip de izolație se utilizează materiale care diferă prin proprietățile lor fizice de formele standard de dielectrici, care constituie izolația principală a aparatelor electrice.

Pentru impregnarea țesăturii din fibră de sticlă lăcuită se utilizează lacuri pe bază de ulei, poliester, poliester-epoxidic, siliconic organic sau cu utilizarea de fluoroplast sau cauciuc. Toate acestea creează excelent pe țesătură suprafețe lăcuite, dielectrice.

Acest lucru se realizează având în vedere că, chiar și în cele mai nefavorabile condiții de funcționare sau metode de păstrare a echipamentelor electrice, deteriorarea simultană a izolației principale, de lucru și suplimentare ar fi puțin probabilă.

Avantajul izolației duble

Un astfel de pericol potențial pentru oameni, precum electrocutarea în momentul contactului indirect cu elementele echipamentului, poate fi redus semnificativ prin montarea izolației duble.

Aceste materiale de protecție durabile sunt utilizate în dispozitive electrotehnice unde există tensiune de până la 1 kV. Aici se aplică 2 grade de protecție – principală și suplimentară. Producătorii instalează izolație dublă în diverse aparate electrotehnice: lămpi portabile, scule electrice portabile, transformatoare de separare.

În producție sunt în exploatare multe tipuri de întrerupătoare, care, conform GOST, trebuie să aibă atât izolație dublă, cât și întărită, cazul concret depinzând de complexitatea tehnologiei de producție.

Sensul practic al izolației duble constă în faptul că, pe lângă stratul dielectric principal, se plasează un al doilea strat izolator pe părțile conductoare ale întrerupătoarelor. Acesta protejează persoana de atingerea părților metalice conductoare care pot fi sub tensiune înaltă.

Pentru a evita acest lucru, carcasele metalice ale echipamentelor electrice de înaltă tehnologie sunt acoperite cu un strat de izolator, iar mânerele, butoanele și panourile de comandă sunt realizate pe bază de dielectrici.

În aparatele de uz casnic se izolează și butoanele, firele și învelișul carcasei, fabricat din metal. Un dezavantaj al acestui tip de acoperiri este considerată fragilitatea mecanică relativ ridicată: există posibilitatea teoretică de distrugere a stratului izolator din cauza acțiunilor mecanice repetate.

Din această cauză, părțile metalice neconductoare ale dispozitivelor electrice pot ajunge sub tensiune. De aceea, este foarte important să se efectueze măsurători ale stării fizice a izolației cu instrumente corespunzătoare, conform schemei electrice.

Schema de principiu a circuitului electric, prezentată pentru măsurarea scurgerii curentului în izolație, conform GOST IEC 60335-1-2008, ținând cont de necesitățile economiei naționale a Federației Ruse

Trebuie remarcat faptul că distrugerea celui de-al doilea strat de izolație nu va putea afecta în niciun fel funcționarea de bază a aparatelor și, de regulă, nu este detectată în momentul verificării. Izolația dublă are sens să fie aplicată pentru acele tipuri de echipamente electrice care, în exploatarea casnică, nu vor fi supuse loviturilor mecanice și presiunii asupra părților conductoare de curent.

Cea mai fiabilă protecție a oamenilor va fi asigurată de metoda izolației duble pe acel echipament al cărui corp este fabricat dintr-un material neconductor, izolant: acesta servește drept garanție împotriva electrocutării periculoase.

Carcasa neconductoare a aparatelor va proteja împotriva curentului nu numai în cazul străpungerii dielectricului în interiorul produsului, ci și la contactul accidental al omului cu elementele purtătoare de curent. În cazul distrugerii carcasei, dispunerea constructivă a pieselor și elementelor va fi perturbată, iar aparatul va înceta să funcționeze.

Dacă există protecție în el, aceasta va acționa automat și va deconecta produsul defect de la rețea. În carcasa metalică a dispozitivelor, funcția de izolație suplimentară este îndeplinită de bucșe speciale.

Prin ele, cablul de rețea trece în carcasă, iar garniturile izolatoare separă motorul electric al echipamentului de carcasă. Plăcuța de identificare a aparatului electrotehnic cu izolație dublă poartă imaginea unui semn special: un pătrat aflat în interiorul altui pătrat.

Pentru ce este necesară izolația întărită?

În condiții de producție, există momente când izolația dublă este destul de problematică de aplicat din cauza particularităților constructive ale dispozitivelor electrice. De exemplu, în întrerupătoare, suporți de perii etc. Atunci trebuie utilizat un alt tip de protecție – izolația consolidată.

Izolația consolidată se aplică pe instalațiile electrice cu tensiune nominală de până la 1 kV. Ea este capabilă să ofere un grad de protecție împotriva electrocutării care este echivalent cu proprietățile izolației duble.

Conform cerințelor GOST R 12.1.009-2009 SSBT, izolația consolidată poate avea mai multe straturi de dielectric, fiecare dintre ele neputând fi testat separat la străpungere prin scurtcircuit, ci doar în formă întreagă.

Conformitatea izolației cu cerințele normative privind valorile limită stabilite în urma efectuării testelor. Procedura de efectuare și valorile limită sunt reglementate de GOST IEC 60335-1-2008

Dielectrici naturali și sintetici

Materialele izolante, sau altfel spus, dielectricii, după originea lor se împart în naturale (mică, lemn, latex) și sintetice:

• izolatori cu folii și benzi pe bază de polimeri;
• Lacuri electroizolante, emailuri – soluții de substanțe formatoare de peliculă, fabricate pe bază de solvenți organici;
• Compuși izolatori, care în stare lichidă se întăresc imediat după aplicarea pe elementele conductoare. Aceste substanțe nu conțin solvenți în compoziția lor și, după destinație, se împart în compuși de impregnare (prelucrarea înfășurărilor aparatelor electrice) și compuși de turnare, cu care se umplu mufele cablurilor și cavitățile aparatelor și agregatelor electrice în scopul etanșării;
• Materiale izolante în foi și role, care constau din fibre neimpregnate, atât de origine organică, cât și anorganică. Acestea pot fi hârtie, carton, fibră sau țesătură. Sunt fabricate din lemn, mătase naturală sau bumbac;
• Țesături lăcuite cu proprietăți izolante – materiale plastice speciale pe bază de țesătură, impregnate cu un compus electroizolant care, după întărire, formează o peliculă izolatoare.

Dielectricii sintetici au caracteristici electrice și fizico-chimice importante pentru funcționarea fiabilă a aparatelor, determinate de tehnologia specifică de fabricare.

Aceștia sunt utilizați pe scară largă în electrotehnica modernă și industria electronică pentru a lansa pe piață următoarele tipuri de produse:

• Învelișuri dielectrice ale cablurilor și produselor conductoare;
• Cadre ale produselor electrotehnice, cum ar fi bobine de inductanță, carcase, suporturi, panouri etc.;
• Elemente de armătură electrică de instalație – cutii de distribuție, prize, duiuri, conectori de cablu, întrerupătoare etc.

De asemenea, se produc plăci de circuite imprimate radioelectronice, inclusiv panouri utilizate pentru cablarea conductoarelor.

Clasificarea materialelor izolatoare

Izolația electrică în aparatele de uz casnic se împarte în următoarele clase:

• 0;
• 0I;
• I;
• II;
• III.

Aparatele cu clasa de izolație «0» au un strat izolator de lucru, dar fără elemente de legare la pământ. În construcția lor nu există un clemă pentru conectarea conductorului de protecție.

Aparatele cu izolație de clasă «0I» au izolație + element de punere la nul, dar conțin un cablu pentru conectarea la sursa de alimentare care nu are un conductor de nul.

Izolația are o marcare specială. Împământarea este indicată printr-un simbol separat la punctul de conectare a conductorului. Acest lucru se face pentru a egaliza potențialele. Conductorul de culoare galben-verde se conectează la contactele prizei, lustrei etc.

Aparatele cu izolație de clasă «I» conțin un cablu cu 3 conductoare și un ștecher cu 3 contacte. Dispozitivele electrice de instalație din această categorie sunt supuse instalării cu conexiune la pământ.

Aparatele electrice cu izolație de clasă «II», adică dublă sau întărită, se întâlnesc frecvent în exploatarea casnică. O astfel de izolație va proteja utilizatorii în mod fiabil împotriva electrocutării, în cazul în care apare o deteriorare a izolației principale.

Produsele echipate cu izolație dublă robustă, notate în echipamentele de putere cu simbolul V, care înseamnă „izolație în izolație”. Aparatele care poartă acest simbol nu trebuie să fie puse la zero și nici legate la pământ.

Toate aparatele electrice moderne care au izolație de clasă „III” pot funcționa în rețele de alimentare cu o tensiune nominală care nu depășește 42 V.

Siguranța absolută la activarea echipamentelor electrice este asigurată de întrerupătoarele fără contact, ale căror particularități de construcție, principiu de funcționare și tipuri vi le va prezenta articolul recomandat de noi.

Concluzii și material video util pe această temă

Videoclipul conține instrucțiuni privind utilizarea unui brand popular de megaohmmetru:

Un scurt video de prezentare a materialelor izolatoare și metodele de protecție a părților conductoare ale accesoriilor de instalații electrice:

Tipuri speciale de izolație sunt utilizate la echiparea întrerupătoarelor industriale, de exemplu, de tip aerian sau în ulei. În uz casnic, acestea nu se folosesc. Dacă ați întâmpinat probleme de funcționare a izolației întrerupătoarelor la locul de muncă, trebuie să apelați la specialiștii care deservesc instalațiile electrice.

Vă rugăm să scrieți comentarii în blocul de mai jos. Împărtășiți informații utile pe tema articolului, care vor fi de folos vizitatorilor site-ului. Puneți întrebări cu privire la aspecte controversate și neclare, încărcați fotografii.