Izolacija stikal: zahteve za izolacijo gospodinjskih in industrijskih naprav

Varna uporaba vseh vrst električne opreme je neposredno odvisna od dejanskega stanja izolacijskih materialov, ki so vgrajeni v konstrukcijo tokovodnih delov vsakega vgradnega izdelka. Če je izolacija stikal poškodovana, lahko pride do izpada električnega napajanja, požara in celo nesreče.

Povedali vam bomo vse o vrstah izolacije, ki zagotavljajo popolno varnost pri uporabi stikalnih naprav. V članku, ki smo ga pripravili, so podrobno opisani naravni in sintetični, običajni in ojačani tipi. Podane so posebnosti označevanja in nasveti za kupce.

Izolacijska zaščita električne opreme

Izolacijski materiali zagotavljajo zaščito ljudi in živali pred električnim udarom. Pogoj je le eden: potrebno je pravilno izbrati dielektrični material, njegovo obliko, debelino, parametre delovne napetosti (ta je lahko različna, prav tako konstrukcija naprave).

Poleg tega lahko na kakovost izolatorjev pomembno vplivajo proizvodni ali gospodinjski pogoji uporabe zapletene električne naprave. Kakovost izolacije, debelina in stopnja električne upornosti morajo ustrezati dejanskemu vplivu okolja in standardnim pogojem uporabe.

Za preverjanje izolacijskih lastnosti se na kabel napaja preskusna napetost, nato pa se z multimetrom ali testerjem odčitajo vrednosti upora izolacije električne naprave.

Informacije o tem, kako preverjajo napetost v električni vtičnici, so v naslednjem članku, ki si ga priporočamo ogledati.

Sestavni del električne izolacije je lahko plast dielektrika določene debeline ali pa konstrukcijska oblika (ohišje) iz dielektričnega materiala. Dielektrik prekriva celotno površino tokovodnih elementov opreme ali pa le tiste tokovodne elemente, ki so izolirani od drugih delov konstrukcije.

Vrste izolacijskih materialov

Proizvajalci, ki izdelujejo sodobna električna stikala, ki se uporabljajo v stanovanjskih, pisarniških in industrijskih stavbah, razlikujejo naslednje vrste električne izolacije: delovno (osnovno), dodatno, dvojno, ojačano.

Delovna (osnovna) izolacija

To je v svojem bistvu glavna zaščita električnih naprav, ki jim zagotavlja normalno in stabilno delovanje brez nastanka kratkih stikov ter ščiti uporabnike pred neposrednim stikom s prevodnimi deli.

Delovna izolacija mora v skladu s predpisi pokrivati celotno površino vodnikov, kablov in drugih elementov, po katerih teče električni tok. Na primer, vrvice električnih naprav so vedno prekrite z izolacijo.

PVC cevke-kambriki se uporabljajo kot poceni in hiter način za izolacijo prevodnih delov žic, ki vodijo do električnih naprav.

Zagotavljati mora odpornost proti vsem potencialnim zunanjim vplivom, ki se lahko pojavijo pri uporabi električnih stikal ob istočasnem delovanju silnih polj, toplotnega segrevanja, mehanskega trenja in agresivnih vplivov okolja.

Našteti dejavniki negativno vplivajo na električne lastnosti dielektričnih (izolacijskih) materialov, poleg tega lahko povzročijo nepopravljivo poslabšanje uporabnih lastnosti, kar pomeni, da bo izolacija podvržena hitri obrabti.

Cenen in vsem dostopen izolacijski material. Izdelan je iz PVC-ja, ima različne velikosti po dolžini in širini. Barvna paleta je lahko različna, lepilna sestava je obstojna, oprijem je močan in odporen proti obrabi.

Kar zadeva industrijsko uporabo stikal, mora osebje podjetja redno preverjati intenzivnost obrabe izolacijskih konstrukcij ter pravočasno izvajati preventivne ukrepe za kontrolo njihovih zaščitnih lastnosti.

Odgovorno vzdrževanje visoke ravni izolacijske upornosti zmanjšuje morebitne kratke stike z zemljo ali ohišjem ter zmanjšuje tveganje električnega udara na nič.

Indeks upornosti označuje trenutno stanje kakovosti izolacije med dvema prevodnima elementoma in nakazuje tveganje za uhajanje toka. Nežna, neporušna narava takšnega nadzora je uporabna pri spremljanju obrabe in staranja izolacijskih plasti.

V majhnih, malo razvejanih električnih omrežjih je izolacijska upornost glavni varnostni dejavnik. Nadzor osnovne izolacije je lahko prevzemni, izveden takoj po inštalacijskih delih ali popravilu, ali periodični, izveden med obratovanjem opreme najmanj enkrat letno.

V zelo vlažnih delavnicah se nadzor izvaja od 2 do 4-krat na leto v stalnem načinu. Meritve se izvajajo z digitalnim merilnim instrumentom za nadzor izolacije – megohmmetrom.

Merilna naprava, univerzalna. Namenjena ni le kot določevalec dejanskega stanja upornosti izolacije, ampak tudi za preverjanje njene električne trdnosti. Z njo strokovnjaki preizkušajo izolacijske plasti opreme na električne preboje.

Periodično preverjanje upornosti izolacije na nameščenih stikalih se izvaja na proizvodnih mestih, kjer je oprema sčasoma izpostavljena negativnim vplivom jedkih hlapov kemičnih snovi, vlage, prahu in povišanih temperatur. Pri tem je lahko izolacija stikal poškodovana. Naprave s poškodovano izolacijo so nevarne za človeško življenje.

Industrijski PUE (Pravila za naprave električnih inštalacij), sprejeti v Rusiji, zahtevajo redno merjenje vrednosti upornosti izolacije, ki je prisotna v omrežjih napajanja od 1 kV in višje.

Upornost dielektričnih materialov v omrežju razsvetljavnih naprav na odseku med 2 sosednjima varovalkama, med katerim koli vodnikom in zemljo, ter med katerima koli dvema vodnikoma mora biti ne < 0,5 MΩ.

Ta kazalnik se v praksi ne uporablja za nadzemne vodnike zunanjih električnih naprav, za naprave, ki se nahajajo v izjemno vlažnih prostorih, ker je upornost v njih nestalna in je odvisna od vrednosti vlažnosti zraka.

Posebej je treba poudariti, da če za take naprave ni norm za izolacijo, mora vodstvo podjetij ta dejavnik upoštevati in sprejeti vse ukrepe za varno uporabo naprav ter bolj pozorno spremljati trenutno stanje izolacijskih materialov.

Če pri delu uporabljate električno orodje z dvojno izolacijo, boste morali mesečno preizkušati njegovo izolacijo z megoommetrom. Če se orodje v podjetju izdaja delavcem, je treba preverjanje odsotnosti kratkega stika na ohišje opraviti s posebno napravo – multimetrom.

V skladu s PUE je treba meritev upornosti električne izolacije opraviti z napetostjo najmanj 500 V, preskus izolacije večžilnih kablov pa z napetostjo 6–10 kV.

Ugotavljanje celovitosti tokovodnih žil kabla, preverjanje z megoommetrom njihovega ujemanja s fazami, morata opraviti najmanj 2 osebi. Pravila zahtevajo, da mora imeti ena od njih dovoljenje najmanj IV skupine, druga pa najmanj III skupine.

Razlogi za namestitev dodatne zaščite

Dodatna izolacija se namesti v električnih napravah, ki imajo delovno napetost do 1 kV. To je neodvisna izolacija, ki bo nameščena skupaj z glavno izolacijo opreme, da bi v zapletenih in nevarnih primerih uporabe zaščitila stikala ob posrednem dotiku s poškodovalnimi elementi.

V glavnem deluje kot zaščita pred električnim udarom v primeru poškodbe osnovne izolacijske plasti. Praktični primer dodatne izolacije – to je plastično ohišje stikala, izolacijske puše, kabelske cevi, plastične cevi in druge vrste dielektrikov.

Za to vrsto izolacije se uporabljajo materiali, ki se po svojih fizikalnih lastnostih razlikujejo od standardnih oblik dielektrikov, ki so osnovna izolacija električnih naprav.

Za impregnacijo steklolakotkanine se uporabljajo laki na oljni, poliestrski, poliestrsko-epoksidni, silikonsko-organski osnovi ali pa z uporabo fluoroplasta ali gume. Vsi odlično ustvarjajo lakirane, dielektrične površine na tkanini.

To se izvaja ob upoštevanju, da bi bile tudi v najbolj neugodnih delovnih pogojih ali načinih skladiščenja električne opreme hkratne poškodbe osnovne, delovne in dodatne izolacije malo verjetne.

Prednost dvojne izolacije

Takšna potencialna nevarnost za ljudi, kot je električni udar ob posrednem stiku z elementi opreme, se lahko znatno zmanjša z namestitvijo dvojne izolacije.

Ti trdni zaščitni materiali se uporabljajo v elektrotehničnih napravah z napetostjo do 1 kV. Tu sta nameščeni 2 stopnji zaščite – osnovna in dodatna. Proizvajalci vgrajujejo dvojno izolacijo v različne elektrotehnične naprave: ročne svetilke, ročno električno orodje, ločilne transformatorje.

V proizvodnji je v uporabi veliko vrst stikal, ki morajo imeti v skladu z GOST tako dvojno kot ojačano izolacijo; posamezen primer je odvisen od zahtevnosti proizvodne tehnologije.

Praktični pomen dvojne izolacije je v tem, da se poleg osnovne dielektrične plasti namesti drugi izolacijski sloj na tokovodne dele stikal. Ta varuje človeka pred dotikom kovinskih, tokovodnih delov, ki so lahko pod visoko napetostjo.

Da bi se temu izognili, kovinska ohišja visokotehnološke električne opreme prekrijemo s plastjo izolatorja, ročaje, gumbe in nadzorne plošče pa izdelamo na osnovi dielektrikov.

V gospodinjskih aparatih so izolirani tudi gumbi, žice in ohišje iz kovine. Pomanjkljivost tovrstnih prevlek je razmeroma visoka mehanska krhkost: obstaja teoretična možnost uničenja izolacijske plasti zaradi večkratnih mehanskih obremenitev.

Zaradi tega so lahko kovinski, netokovodni deli električnih naprav pod napetostjo. Zato je zelo pomembno izvajati meritve fizičnega stanja izolacije z ustreznimi instrumenti v skladu z električno shemo.

Shematični prikaz električnega tokokroga, podan za meritev uhajajočega toka v izolaciji v skladu z GOST IEC 60335-1-2008, ob upoštevanju potreb nacionalnega gospodarstva Ruske federacije

Opozoriti je treba na dejstvo, da uničenje drugega sloja izolacije nikakor ne more vplivati na osnovno delovanje naprav in se praviloma med preverjanjem ne odkrije. Dvojno izolacijo je smiselno uporabljati za tiste vrste električne opreme, ki pri gospodinjski uporabi ne bodo izpostavljene mehanskim udarcem in pritisku na tokovodne dele.

Najbolj zanesljivo zaščito ljudi bo zagotavljala metoda dvojne izolacije pri opremi, katere ohišje je izdelano iz neprevodnega izolacijskega materiala: ta služi kot garancija pred nevarnim električnim udarom.

Neprevodno ohišje naprav bo zaščitilo pred tokom ne le pri prebojih dielektrika v izdelku, ampak tudi pri naključnem stiku človeka s tokovodnimi elementi. V primeru uničenja ohišja bo porušena konstrukcijska razporeditev delov in elementov, naprava pa bo prenehala delovati.

Če je v njem zaščita, bo ta delovala samodejno in odklopila okvarjeni izdelek iz omrežja. V kovinskem ohišju naprav opravljajo funkcijo dodatne izolacije posebne puše.

Skozi njih gre omrežni kabel v ohišje, izolacijske podložke pa ločujejo električni motor opreme od ohišja. Nazivna ploščica elektrotehnične naprave z dvojno izolacijo nosi podobo posebnega znaka: kvadrat znotraj drugega kvadrata.

Čemu služi ojačana izolacija?

V proizvodnih pogojih obstajajo trenutki, ko je dvojno izolacijo zaradi konstrukcijskih posebnosti električnih naprav precej težavno uporabiti. Na primer pri stikalih, držalih ščetk in podobno. Takrat je treba uporabiti drugo vrsto zaščite – to je ojačana izolacija.

Ojačana izolacija se namesti na električne naprave z nazivno napetostjo do 1 kV. Sposobna je zagotoviti takšno stopnjo zaščite pred električnim udarom, ki je enakovredna lastnostim dvojne izolacije.

V skladu z zahtevami GOST R 12.1.009-2009 SSBT ima lahko ojačana izolacija več plasti dielektrika, od katerih vsake ni mogoče preizkusiti ločeno na preboj kratkega stika, ampak le v celotni obliki.

Skladnost izolacije z normativnimi zahtevami glede mejnih vrednosti, določenih na podlagi preskusov. Postopek izvajanja in mejne vrednosti so urejeni v GOST IEC 60335-1-2008

Naravni in sintetični dielektriki

Izolacijski materiali, drugače dielektriki, se po svojem izvoru delijo na naravne (sljuda, les, lateks) in sintetične:

• filmasti in trakasti izolatorji na osnovi polimerov;
• elektroizolacijski laki, emajli – raztopine snovi, ki tvorijo film, izdelane na osnovi organskih topil;
• izolacijske mase, ki v tekočem stanju strdijo takoj po nanosu na prevodne elemente. Te snovi ne vsebujejo topil, glede na namen pa se delijo na impregnacijske (obdelava navitij električnih naprav) in zalivne sestave, s katerimi se zalivajo kabelske spojke in votline naprav ter elektroagregatov zaradi tesnjenja;
• ploščati in zviti izolacijski materiali, ki so sestavljeni iz neimpregniranih vlaken tako organskega kot anorganskega izvora. To so lahko papir, karton, fibra ali tkanina. Izdelujejo jih iz lesa, naravne svile ali bombaža;
• laki tkanine z izolacijskimi lastnostmi – posebni plastični materiali na tkaninski osnovi, impregnirani z elektroizolacijsko sestavo, ki po strjevanju tvori izolacijski film.

Sintetični dielektriki imajo pomembne za zanesljivo delovanje naprav električne in fizikalno-kemijske lastnosti, določene s specifično tehnologijo njihove proizvodnje.

Široko se uporabljajo v sodobni elektrotehniki in elektronski industriji za dajanje na trg naslednjih vrst izdelkov:

• dielektrične ovoje kabelskih in vodniških izdelkov;
• okvirje elektrotehniških izdelkov, kot so tuljave induktivnosti, ohišja, stojala, plošče itd.;
• elemente elektroinštalacijske opreme – razdelilne doze, vtičnice, grla, kabelske priključke, stikala itd.

Prav tako se izdelujejo radioelektronska tiskana vezja, vključno s ploščami, ki se uporabljajo za razšiv vodnikov.

Klasifikacija izolacijskih materialov

Elektrotehniška izolacija v gospodinjskih aparatih se deli na ustrezne razrede:

• 0;
• 0I;
• I;
• II;
• III.

Naprave z izolacijskim razredom '0' imajo delovni izolacijski sloj, vendar brez uporabe ozemljitvenih elementov. V njihovi konstrukciji ni sponke za priključitev zaščitnega vodnika.

Naprave z izolacijo razreda '0I' imajo izolacijo + element za ozemljitev, vendar vsebujejo kabel za povezavo z virom napajanja, ki nima ozemljitvenega vodnika.

Izolacija ima posebno oznako. Ozemljitev je označena kot ločen simbol na mestu priključka vodnika. To se naredi za izenačevanje potencialov. Rumeno-zeleni vodnik je priključen na kontakte vtičnice, lestenca itd.

Naprave z izolacijo razreda 'I' vsebujejo 3-žilni kabel in vtič s 3 kontakti. Elektroinštalacijske naprave te kategorije so predmet namestitve s priključitvijo na ozemljitev.

Električne naprave z izolacijo razreda 'II', to je dvojno ali ojačano izolacijo, pogosto najdemo v gospodinjski uporabi. Takšna izolacija bo zanesljivo zaščitila uporabnike pred električnim udarom, če pride do poškodbe osnovne izolacije.

Izdelki, opremljeni s trdno dvojno izolacijo, so v močnostni opremi označeni z znakom B, ki pomeni: »izolacija v izolaciji«. Aparatov s tem znakom ni dovoljeno ozemljiti niti priključiti na ničelni vodnik.

Vsi sodobni električni aparati z izolacijo razreda III lahko delujejo v električnih omrežjih, kjer nazivna napetost ne presega 42 V.

Popolno varnost pri aktivaciji električne opreme zagotavljajo brezkontaktna stikala, katerih značilnosti zasnove, način delovanja in vrste so opisane v članku, ki ga priporočamo.

Zaključki in koristen video na to temo

Videoposnetek vsebuje navodila za uporabo priljubljene znamke megaohmmetra:

Kratek video pregled izolacijskih materialov in načini zaščite tokovodnih delov elektroinštalacijske opreme:

Posebne vrste izolacije se uporabljajo pri opremi industrijskih stikal, na primer zračnega ali oljnega tipa. V gospodinjstvu se ne uporabljajo. Če naletite na motnje v delovanju izolacije stikal v proizvodnji, se obrnite na strokovnjake, ki vzdržujejo električne napeljave.

Prosimo, napišite komentarje v spodnjem okvirju. Delite koristne informacije o temi članka, ki bodo uporabne obiskovalcem spletnega mesta. Zastavite vprašanja o spornih in nejasnih točkah ter objavite fotografije.