Изоляция выключателей: требования к изоляции бытовых и промышленных приборов

Безопасная эксплуатация всех видов электротехнического оборудования напрямую зависит от фактического состояния изоляционных материалов, которые заложены в конструкцию токоведущих частей каждого установочного изделия. Если будет нарушена изоляция выключателей, возможен сбой электроподачи, пожар и даже несчастный случай.

Мы расскажем все о видах изоляции, обеспечивающих полноценную безопасность пользования коммутирующими приборами. В предложенной нами статье подробно описаны природные и синтетические, обычные и усиленные варианты. Приведены особенности маркировки, даны советы покупателям.

Изоляционная защита электрооборудования

Изоляционные материалы обеспечивают защиту окружающих людей и животных от электроударов. Условие одно: нужно правильно подобрать расходный диэлектрик, его форму, толщину, параметры рабочего напряжения (оно может быть разным, как и конструкция прибора).

Кроме того, существенное влияние на качество изоляторов могут оказывать производственные или бытовые условия эксплуатации сложного электротехнического устройства. Качество изоляции, толщина и степень электросопротивления должны соответствовать фактическому влиянию окружающей среды и стандартным условиям эксплуатирования.

Для проверки изоляционных свойств по кабелю подают испытательное напряжение, а затем с помощью мультиметра или тестера снимают показания сопротивления изоляции электроустройства

Информация о том, как проверяют напряжение в электрической розетке, содержится в следующей статье, с которой мы рекомендуем ознакомиться.

В состав электрической изоляции может входить как определенной толщины слой диэлектрика, так и конструкционная форма (корпус), выполненная из диэлектрического материала. Диэлектриком покрывается вся поверхность токоведущих элементов оборудования или же только те токоведущие элементы, которые изолированы от других частей конструкции.

Виды изоляционных материалов

Производители, выпускающие современные электрические выключатели, которые используются в жилых, офисных и промышленных зданиях, различают следующие виды электротехнической изоляции: рабочую (основную), дополнительную, двойную, усиленную.

Рабочая (основная) изоляция

Это, по своей сути, главная защита электрических установок, которая обеспечивает им нормальную и стабильную работу, без возникновения коротких замыканий, защищает потребителей от прямого контактирования с токоведущими частями.

Рабочей изоляцией, согласно нормативам, должна быть покрыта вся поверхность проводов, кабелей, других элементов, по которым проходит электрический ток. Например, шнуры электрических приборов всегда покрыты изоляцией.

Поливинилхлоридные трубки-кембрики применяют в качестве недорогого и быстрого способа по изоляции токоведущих частей проводов, подходящих к электрическим приборам

Она должна гарантировать устойчивость против всех потенциальных, внешних воздействий, которые могут возникнуть в процессе эксплуатирования электровыключателей в случае синхронного воздействия силовых полей, термического нагрева, механического трения, агрессивных проявлений окружающей среды.

Перечисленные факторы негативно влияют на электрические характеристики диэлектрических (изоляционных) материалов, также из-за них может состояться необратимое ухудшение полезных качеств, то есть изоляция будет подвержена быстрому износу.

Недорогой и доступный всем изоляционный материал. Производится из ПВХ, имеет разные размеры как по длине, так и по ширине. Цветовая гамма может быть разной, клеевой состав стойкий, сцепление крепкое и устойчивое к истиранию

Если речь идет о промышленной эксплуатации выключателей, то персонал предприятия должен периодически проверять интенсивность изнашивания изоляционных конструкций, своевременно проводить профилактические мероприятия по контролю их защитных свойств.

Ответственное поддержание высокого уровня сопротивления изоляции уменьшает потенциально возможные замыкания на землю, корпус, сводит к нулю удары током.

Показатель сопротивления характеризует текущее состояние качества изоляции между 2 проводящими элементами, дает указание по риску протечек тока. Щадящий, неразрушающий характер такого контроля полезен при отслеживании износа и состаривания слоев изоляции

В небольших, мало разветвленных электросетях сопротивление изоляции – это основной фактор безопасности. Контроль основной изоляции бывает приемо-сдаточным, проведенным сразу после монтажных работ или ре­монта, или периодическим, проводимым в ходе эксплуатации оборудования не реже 1 раза в год.

В очень влажных цехах контроль осуществляется от 2 до 4 раз за год в постоянном режиме. Замеры выполняют цифровым измерительным прибором по контролю изоляции — мегаомметром.

Прибор измерительный, универсальный. Предназначен не только в качестве определителя фактического состояния сопротивления изоляции, но и для проверки ее электрической прочности. С ним специалисты испытывают изоляционные слои оборудования на пробои электричества

Периодический контроль сопротивления изоляции на установленных выключателях выполняется на производственных площадках, где оборудование с течением времени подвергается негативному воздействию едких паров химических веществ, влаги, пыли и повышенных температур. При этом изоляция выключателей может нарушена. Приборы с поврежденной изоляцией опасны для жизни человека.

Отраслевые ПУЭ (Правила  устройства электроустановок), принятые в России,  требуют осуществлять регулярный замер показаний сопротивления изоляции, которая присутствует в се­тях электропитания от 1кВ и выше.

Сопротивление диэлектрических материалов в сети осветительных установ­ок на участке между 2-мя смежными предохранителя­ми, между любым про­водом и землей, а также между любыми двумя  проводами должно быть не ＜ 0,5 МОм.

Данный показатель не применим на практике к воздушным проводам внешних электроустройств, к установкам, которые находятся в предельно влажных помещениях, потому что сопротивление в них непостоянно и зависит от показателей влажности воздуха.

Следует особо отметить, что если для таких установок нет норм по изоляции, то такой фактор руководство предприятий должно учитывать и принять все меры по безопасной эксплуатации устройств и более внимательно контролировать текущее состояние материалов изоляции.

Если вы используете в работе электроинструмент с двойной изоляцией, то потребуется ежемесячно испытывать его изоляцию мегаомметром. Если инструмент выдается на предприятии работникам, то проверку на отсутствие короткого замыкания на корпус следует выполнять специальным прибором — мультиметром

Согласно ПУЭ, измерение сопро­тивления электроизоляции следует проводить напряжением не менее 500 В, а испытание изоляции многожильных кабелей напряжением 6—10 кВ.

Определение целостности токоведущих жил кабеля, проверку мегомметром на их соответствие фазам, должны проводить не менее 2 человек. Правила требуют, что один из них должен иметь допуск не ниже IV группы, а второй: не ниже III группы.

Причины устройства дополнительной защиты

Дополнительную изоляцию помещают в электро­установках, имеющих рабочее напряжение до 1 кВ. Это независимая изоляция, которая будет смонтирована вместе с основной изоляцией оборудования, чтобы в сложных и опасных случаях эксплуатации защитить выключатели при косвенном прикосновении с повреждающими элементами.

Главным образом, она выполняет функцию противодействия электроударам, если случится повреждение основного слоя изоляции. Практический пример дополнительной изоляции — это пластмассовый корпус выключателя, втулки-изоляторы, кембрики, пластиковые трубки и другие типы диэлектриков.

Для этого вида изоляции применяются материалы, которые отличаются по своим физическим свойствам от стандартных форм диэлектриков, являющихся основной изоляцией электроприборов.

Для пропитки стеклолакоткани применяют лаки на масляной, полиэфирной, полиэфирно-эпоксидной, кремний-органической основе или же с применением фторопласта или резины. Все они отлично создают на ткани лаковые, диэлектрические поверхности

Это производится с учетом того, что даже в самых неблагоприятных условиях работы или способах хранения электрооборудования были бы маловероятны повреждения основной, рабочей и дополнительной изоляции одновременно.

Преимущество двойной изоляции

Такая потенциальная опасность для людей, как поражение электрическим током в момент косвенного контакта с элементами оборудования, может быть существенно снижена посредством монтажа двойной изоляции.

Эти прочные защитные материалы используются в электротехнических устройствах, где имеется напряжени­е до 1 кВ. Здесь ставят 2 степени защиты — основную и дополнительную. Двойную изоляцию производители устанавливают в разные электротехни­ческие приборы: ручные светильники, ручной электрический инструмент, в разделительные трансформаторы.

На производстве находятся в эксплуатации много типов выключателей, которые по ГОСТу должны иметь как двойную, так и усиленную изоляцию, конкретный случай зависит от сложности технологии производства

Практический смысл двойной изоляции заключен в том, что кроме основного, диэлектрического слоя. помещают второй изоляционный слой на токоведущие части выключателей. Он предохраняет человека от касания к металлическим, проводящим ток которые вполне могут оказаться под высоким напряжением.

Чтобы избежать этого, металлические корпуса высокотехнологичного электрооборудования покрывают слоем изолятора, рукоятки, кнопки и панели управления делают на основе диэлектриков.

В бытовых приборах изолируют также кнопки, провода и корпусную оболочку, изготовленную из металла. Недостатком такого рода покрытий считается относительно высокая механическая хрупкость: существует теоретическая возможность разрушения изоляционного слоя от многократных механи­ческих воздействий.

Из-за этого металли­ческие, нетоковедущие части электрических устройств могут оказаться под напряжением. Поэтому очень важно производить замеры физического состояния изоляции соответствующими приборами, в соответствии с электрической схемой.

Принципиальная схема электрической цепи, приведенная для измерения утечки тока в изоляции, согласно ГОСТ МЭК 60335-1-2008, с учетом потребностей национальной экономики РФ

Следует отметить тот факт, что разрушение второго слоя изоляции никак не сможет повлиять на основную работу приборов и, как правило, в момент проверки не выявляется. Двойную изоляцию имеет смысл применять для тех видов электрического оборудования, которые в бытовой эксплуатации не будут подвергаться механическим ударам и давлению на токоведущие части.

Наиболее надежную защиту людей будет обеспечивать способ двойной изоляции на том оборудовании, у которого корпус выполнен из непроводящего, изоляционного материала: он служит гарантией от опасного поражения электрическим током.

Токонепроводящий корпус приборов защитит от тока не только при пробоях диэлектрика внутри изделия, но при случайном контакте человека с токонесущими элементами. В случае разруше­ния корпуса будет нарушено конструктивное расположение деталей и элементов, и прибор перестанет работать.

Если в нем есть защита, то она сработает автоматически и отключит неисправное изделие от сети. В ме­таллическом корпусе устройств функцию дополнительной изоляции выполняют специальные втулки.

Через них сетевой кабель проходит в корпус, а изолирующие прокладки отделяют электродвигатель оборудования от корпуса. Паспортная табличка электротехнического прибора с двойной изоляцией несет изображение специального знака: квадрат, находящийся внутри другого квадрата.

Для чего нужна усиленная изоляция?

В условиях производства бывают моменты, когда двойную изоляцию достаточно проблематично применить по конструктивным особенностям электроустройств. Например, в выключателях, щёткодержателях и др. Тогда приходится использовать другой вид защиты – это усиленная изоляция.

Усиленная изоляция ставится на электроустановки с номинальным напряжением до 1 кВ. Она способна обеспечить такую степень защиты от поражения электротоком, которая  равноценна свойствам двойной изоляции.

Согласно требованиям ГОСТ Р 12.1.009-2009 ССБТ, усиленная изоляция может иметь несколько слоев диэлектрика, каждый из которых нельзя испытывать отдельно на пробой КЗ, а только в целой форме.

Соответствие изоляции нормативным требованиям по предельным значениям, установленным в результате проведения испытаний. Порядок проведения и предельные значения регламентированы ГОСТ МЭК 60335-1-2008

Природные и синтетические диэлектрики

Изоляционные материалы, а иначе, диэлектрики, по своему происхождению подразделяются на естественные (слюда, дерево, латекс) и синтетические:

• пленочные и ленточные изоляторы на основе полимеров;
• электроизоляционные лаки, эмали — растворы плёнкообразующих веществ, изготовляемые на основе органических растворителей;
• изоляционные компаунды, в жидком состоянии твердеющие сразу после нанесения на токопроводящие элементы. Данные вещества не содержат в своем составе растворителей, по своему назначению подразделяются на пропиточные (обработка обмоток электроприборов) и заливочные составы, которыми заливают кабельные муфты и полости приборов и электроагрегатов с целью герметизации;
• листовые и рулонные изоляционные материалы, которые состоят из непропитанных волокон как органического, так и неорганического происхождения. Это могут быть бумага, картон, фибра или ткань. Их изготавливают древесины, натурального шелка или хлопка;
• лакоткани с изоляционными свойствами — особые пластичные материалы на тканевой основе, пропитанные электроизоляционным составом, который после затвердевания формирует пленку-изолятор.

Синтетические диэлектрики имеют важные для надежной работы приборов электрические и физико-химические характеристики, заданные конкретной технологией их производства.

Они широко используются в современной электротехнике и электронной промышленности для выпуска на рынок следующих видов изделий:

• диэлектрические оболочки кабельной и проводниковой продукции;
• каркасы электротехнических изделий, таких как катушки индуктивности, корпуса, стойки, панели и т.п.;
• элементы электроустановочной арматуры — распределительные короба, розетки, патроны, кабельные разъемы, переключатели и др.

Также производятся радиоэлектронные печатные платы, включая панели, используемые под расшивку проводников.

Классификация изоляционных материалов

Электротехническая изоляция в бытовых приборах подразделяется на соответствующие классы:

• 0;
• 0I;
• I;
• II;
• III.

Приборы с классом изоляции «0» имеют рабочий изоляционный слой, но без применения элементов для заземления. В их конструкции нет зажима для соединения защитного проводника.

Приборы с изоляцией класса «0I» имеют изоляцию + элемент для зануления, но в них содержится провод для соединения с источником питания, у которого нет зануляющей жилы.

Изоляция имеет специальную маркировку. Заземление указывается в виде отдельного значка в месте подключения проводника. Это делается для того, чтобы выравнивать потенциалы. Проводник желто-зеленого цвета присоединяется к контактам розетки, люстры и т. п

Приборы с изоляцией класса «I» содержат 3-х жильный шнур и вилку с 3 контактами. Электроустанововчные устройства этой категории подлежат установке с подключением к заземлению.

Электроприборы, имеющие изоляцию класса «II», то есть двойную или усиленную, часто встречаются в бытовой эксплуатации. Подобная изоляция надежно защитит потребителей от поражения электрическим током, если в приборе случится повреждение основной изоляции.

Изделия, укомплектованные прочной двойной изоляцией, обозначается в силовом оборудовании знаком В, означающим: «изоляция в изоляции». Приборы, содержащие такой знак, нельзя занулять и заземлять.

Все современные электрические приборы, имеющие изоляцию класса «III», могут осуществлять свою работу в сетях электропитания, где есть номинальное напряжение не выше 42 В.

Абсолютную безопасность при активизации электрооборудования предоставляют бесконтактные выключатели, с особенностями устройства, принципом работы и видами которых ознакомит рекомендуемая нами статья.

Выводы и полезное видео по теме

Видеоролик содержит инструктаж по использованию популярной марки мегаомметра:

Небольшой видеообзор изоляционных материалов и способы защиты токонесущих частей электроустановочной фурнитуры:

Особые виды изоляции применяются при оборудовании промышленных выключателей, например, воздушного или масляного типа. В быту они не используются. Если пришлось столкнуться с нарушением работы изоляции выключателей на производстве, следует обратиться к специалистам, обслуживающим электроустановки.

Пишите, пожалуйста, комментарии, в расположенном ниже блоке. Делитесь полезной информацией по теме статьи, которая пригодится посетителям сайта. Задавайте вопросы по спорным и неясным моментам, размещайте фотоснимки.