Isolering av strömbrytare: krav på isolering för hushålls- och industriapparater

Säker drift av alla typer av elektroteknisk utrustning beror direkt på det faktiska tillståndet hos isoleringsmaterialen som är inbyggda i konstruktionen av de strömförande delarna i varje installationsprodukt. Om isoleringen av strömbrytare bryts kan det leda till strömavbrott, brand och till och med olyckor.

Vi berättar allt om isoleringstyper som säkerställer fullgod säkerhet vid användning av kopplingsapparater. I den föreslagna artikeln beskrivs naturliga och syntetiska, vanliga och förstärkta alternativ i detalj. Funktioner för märkning presenteras och råd ges till köpare.

Isoleringsskydd för elektrisk utrustning

Isoleringsmaterial skyddar människor och djur i omgivningen från elektriska stötar. Ett villkor: man måste välja rätt dielektrikum, dess form, tjocklek och driftspänningsparametrar (det kan variera, liksom apparatens konstruktion).

Dessutom kan produktions- eller hushållsförhållanden för användning av komplex elektroteknisk utrustning ha en betydande inverkan på kvaliteten på isolatorerna. Kvaliteten på isoleringen, tjockleken och graden av elektriskt motstånd måste motsvara den faktiska påverkan från omgivningen och standarddriftsförhållandena.

För att kontrollera isoleringsegenskaperna appliceras en provspänning på kabeln, och därefter mäts isolationsresistansen hos den elektriska enheten med en multimeter eller testare.

Information om hur man kontrollerar spänningen i ett eluttag finns i följande artikel, som vi rekommenderar att du läser.

Elektrisk isolering kan bestå av både ett dielektriskt skikt av viss tjocklek och en konstruktionsform (hölje) tillverkat av dielektriskt material. Dielektrikum täcker hela ytan av strömförande delar av utrustningen eller endast de strömförande delarna som är isolerade från andra delar av konstruktionen.

Typer av isoleringsmaterial

Tillverkare som producerar moderna elektriska strömbrytare som används i bostäder, kontor och industribyggnader skiljer mellan följande typer av elektrisk isolering: arbetsisolering (grundisolering), extra isolering, dubbelisolering, förstärkt isolering.

Arbetsisolering (grundisolering)

Detta är i grunden det huvudsakliga skyddet för elektriska installationer, vilket säkerställer att de fungerar normalt och stabilt utan att kortslutningar uppstår, och skyddar användare från direkt kontakt med spänningsförande delar.

Enligt normerna ska arbetsisolering täcka hela ytan på ledningar, kablar och andra element som elektrisk ström passerar genom. Till exempel är sladdar till elektriska apparater alltid täckta med isolering.

Polyvinylkloridrör (krympslang) används som ett billigt och snabbt sätt att isolera de spänningsförande delarna av ledningar som ansluts till elektriska apparater.

Den måste garantera motståndskraft mot alla potentiella yttre påverkningar som kan uppstå vid användning av elektriska strömbrytare, vid samtidig exponering för kraftfält, termisk uppvärmning, mekanisk friktion och aggressiva miljöförhållanden.

De nämnda faktorerna påverkar de elektriska egenskaperna hos dielektriska (isolerande) material negativt, och kan även orsaka irreversibel försämring av de användbara egenskaperna, det vill säga isoleringen kommer att utsättas för snabbt slitage.

Ett billigt och lättillgängligt isoleringsmaterial. Tillverkat av PVC, finns i olika storlekar både i längd och bredd. Färgskalan kan varieras, limmet är hållbart, vidhäftningen stark och slitstark.

När det gäller industriell användning av strömbrytare ska företagets personal regelbundet kontrollera slitaget på isoleringskonstruktionerna och i tid utföra förebyggande åtgärder för att övervaka deras skyddsegenskaper.

Ansvarsfullt upprätthållande av hög isolationsresistans minskar potentiella jord- och chassifel samt eliminerar risken för elstötar.

Resistansvärdet karakteriserar det aktuella tillståndet för isolationskvaliteten mellan två ledande element och anger risken för läckströmmar. Den skonsamma, icke-förstörande karaktären av denna kontroll är användbar för att övervaka slitage och åldrande av isolationsskikten.

I små, lite grenade elnät är isolationsresistans den huvudsakliga säkerhetsfaktorn. Kontroll av grundisolering kan vara en acceptanskontroll som utförs omedelbart efter installations- eller reparationsarbete, eller periodisk kontroll som utförs under drift av utrustning minst en gång per år.

I mycket fuktiga verkstäder utförs kontroll 2 till 4 gånger per år kontinuerligt. Mätningarna görs med ett digitalt mätinstrument för isolationskontroll – en megohmmeter.

Universellt mätinstrument. Det är avsett inte bara för att bestämma det faktiska isolationsmotståndet, utan också för att testa dess elektriska hållfasthet. Med det testar specialister utrustningens isoleringsskikt för elektriska genomslag.

Periodisk kontroll av isolationsmotståndet på installerade strömbrytare utförs på produktionsanläggningar där utrustningen med tiden utsätts för negativ påverkan från frätande kemikalieångor, fukt, damm och förhöjda temperaturer. Isoleringen på strömbrytarna kan då skadas. Instrument med skadad isolering är livsfarliga för människor.

Branschreglerna PUE (Regler för elinstallationer), som antagits i Ryssland, kräver regelbunden mätning av isolationsmotståndet i elnät från 1 kV och uppåt.

Motståndet hos dielektriska material i belysningsinstallationer på sträckan mellan två intilliggande säkringar, mellan valfri ledare och jord, samt mellan två valfria ledare får inte vara mindre än ＜ 0,5 MOhm.

Denna parameter är inte tillämplig i praktiken på luftledningar i externa elanordningar, inte heller på installationer som befinner sig i extremt fuktiga utrymmen, eftersom motståndet i dem inte är konstant och beror på luftfuktighetens nivåer.

Det bör särskilt noteras att om det inte finns några isoleringsnormer för sådana installationer, måste företagsledningen ta hänsyn till denna faktor och vidta alla åtgärder för säker drift av enheterna samt noggrannare övervaka isoleringsmaterialens aktuella tillstånd.

Om du använder ett elverktyg med dubbel isolering i arbetet, måste du testa isoleringen med en megohmmetare varje månad. Om verktyget lämnas ut till anställda på företaget, bör kontroll av frånvaro av kortslutning mot höljet utföras med en speciell apparat – en multimeter.

Enligt PUE bör mätning av isolationsresistans utföras med en spänning på minst 500 V, och isolationsprovning av flerkärniga kablar med en spänning på 6–10 kV.

Bestämning av integriteten hos kabelns strömförande ledare och kontroll med megohmmetare av deras fasanslutning måste utföras av minst två personer. Reglerna kräver att en av dem har behörighet lägst grupp IV och den andra lägst grupp III.

Orsaker till att installera extra skydd

Extra isolering placeras i elinstallationer med driftspänning upp till 1 kV. Detta är en oberoende isolering som monteras tillsammans med utrustningens grundisolering för att i komplicerade och farliga driftfall skydda strömbrytarna vid indirekt beröring med skadliga element.

Huvudsakligen fungerar den för att motverka elektriska stötar om det primära isoleringsskiktet skadas. Ett praktiskt exempel på extra isolation – är plasthöljet på en strömbrytare, isoleringshylsor, cambric, plaströr och andra typer av dielektrika.

För denna typ av isolering används material som skiljer sig i sina fysikaliska egenskaper från standardformer av dielektrika, som utgör den primära isoleringen för elektriska apparater.

För impregnering av glaslacktyg används lacker på oljebasis, polyester, polyester-epoxi, kisel-organisk basis eller med användning av teflon eller gummi. Alla skapar utmärkta lackerade dielektriska ytor på tyget.

Detta görs med hänsyn till att även under de mest ogynnsamma arbetsförhållanden eller lagringsmetoder för elektrisk utrustning skulle skador på primär, funktionell och extra isolering samtidigt vara osannolika.

Fördelar med dubbelisolering

En sådan potentiell fara för människor som elektrisk stöt vid indirekt kontakt med utrustningsdelar kan avsevärt minskas genom installation av dubbel isolering.

Dessa starka skyddsmaterial används i elektrotekniska enheter där spänningen är upp till 1 kV. Här installeras två skyddsnivåer – primär och extra. Tillverkare installerar dubbel isolering i olika elektrotekniska apparater: handlampor, handhållna elverktyg, isolationstransformatorer.

I produktion används många typer av brytare, som enligt GOST måste ha både dubbel och förstärkt isolering, det specifika fallet beror på tillverkningsteknikens komplexitet.

Den praktiska innebörden av dubbel isolering är att utöver det primära dielektriska skiktet placeras ett andra isoleringsskikt på strömförande delar av brytarna. Det skyddar människor från att vidröra metalliska, strömförande delar som mycket väl kan vara under hög spänning.

För att undvika detta täcks metallhöljen på högteknologisk elektrisk utrustning med ett isoleringsskikt, handtag, knappar och kontrollpaneler tillverkas av dielektrika.

I hushållsapparater isoleras även knappar, ledningar och metallhöljet. Nackdelen med sådana beläggningar anses vara relativt hög mekanisk sprödhet: det finns en teoretisk möjlighet att isoleringsskiktet förstörs av upprepade mekaniska påfrestningar.

På grund av detta kan metalliska, icke-strömförande delar av elektriska enheter komma under spänning. Därför är det mycket viktigt att mäta isoleringens fysiska tillstånd med lämpliga instrument, i enlighet med det elektriska schemat.

Principschema för den elektriska kretsen för mätning av läckström i isolering, enligt GOST IEC 60335-1-2008, med beaktande av behoven i Ryska federationens nationella ekonomi.

Det bör noteras att förstörelse av det andra isoleringsskiktet inte på något sätt kan påverka apparaternas grundläggande funktion och upptäcks vanligtvis inte vid kontroll. Dubbelisolering är lämplig för de typer av elektrisk utrustning som i hushållsanvändning inte utsätts för mekaniska stötar eller tryck på strömförande delar.

Det mest tillförlitliga skyddet för människor ges av dubbelisolering på utrustning vars hölje är tillverkat av icke-ledande, isolerande material: det garanterar skydd mot farlig elektrisk stöt.

Ett icke-strömförande hölje på apparater skyddar inte bara mot ström vid dielektriska genombrott inuti produkten, utan även vid oavsiktlig kontakt med strömförande delar. Om höljet förstörs störs den konstruktiva placeringen av delar och komponenter, och apparaten slutar fungera.

Om det finns skydd aktiveras det automatiskt och kopplar bort den felaktiga produkten från nätet. I metallhöljen på enheter utförs funktionen för extra isolering av speciella bussningar.

Genom dem passerar nätkabeln in i höljet, och isolerande packningar separerar utrustningens elektromotor från höljet. Märkplattan på en elektrisk apparat med dubbelisolering bär en speciell symbol: en kvadrat inuti en annan kvadrat.

Vad behövs förstärkt isolering till?

I produktionsmiljöer kan det finnas tillfällen då dubbelisolering är svår att tillämpa på grund av elektriska anordningars konstruktion. Till exempel i strömbrytare, borsthållare och andra. Då måste man använda en annan typ av skydd – förstärkt isolering.

Förstärkt isolering används på elinstallationer med nominell spänning upp till 1 kV. Den kan ge ett skydd mot elektriska stötar som är likvärdigt med egenskaperna hos dubbelisolering.

Enligt kraven i GOST R 12.1.009-2009 SSBT kan förstärkt isolering ha flera dielektriska lager, varav inget kan testas separat för kortslutningsgenombrott, utan endast i sin helhet.

Isoleringens överensstämmelse med normativa krav på gränsvärden som fastställts genom tester. Förfarandet och gränsvärdena regleras av GOST IEC 60335-1-2008.

Naturliga och syntetiska dielektrika

Isoleringsmaterial, eller dielektrika, delas efter sitt ursprung in i naturliga (glimmer, trä, latex) och syntetiska:

• film- och bandisolatorer baserade på polymerer;
• Elektroisoleringslack, emaljer – lösningar av filmbildande ämnen, tillverkade på basis av organiska lösningsmedel;
• Isoleringsmassor som i flytande tillstånd stelnar omedelbart efter applicering på strömförande element. Dessa ämnen innehåller inga lösningsmedel och indelas efter användning i impregneringsmassor (behandling av lindningar i elektriska apparater) och gjutmassor som används för att fylla kabelanslutningar och hålrum i apparater och elektriska enheter för tätning;
• Ark- och rullformade isoleringsmaterial som består av oimpregnerade fibrer av både organiskt och oorganiskt ursprung. Det kan vara papper, kartong, fiber eller tyg. De tillverkas av trä, natursilke eller bomull;
• Lacktyger med isolerande egenskaper – speciella plastiska material på tygbas, impregnerade med ett elektriskt isolerande ämne som efter stelning bildar en isolerande film.

Syntetiska dielektrika har viktiga elektriska och fysikalisk-kemiska egenskaper som är avgörande för en tillförlitlig drift av apparater, givna av den specifika tillverkningstekniken.

De används i stor utsträckning inom modern elektroteknik och elektronikindustri för att marknadsföra följande typer av produkter:

• dielektriska mantlar för kabel- och ledningsprodukter;
• ramar för elektrotekniska produkter såsom spolar, höljen, stativ, paneler etc.;
• komponenter för elinstallationsarmatur – fördelningsdosor, uttag, hållare, kabelfästen, strömbrytare m.m.

Även elektroniska kretskort tillverkas, inklusive paneler som används för ledningsdragning.

Klassificering av isoleringsmaterial

Elektrisk isolering i hushållsapparater indelas i följande klasser:

• 0;
• 0I;
• I;
• II;
• III.

Apparater med isoleringsklass «0» har ett arbetande isoleringsskikt men utan jordningselement. De har ingen klämma för anslutning av skyddsledare.

Apparater med isoleringsklass «0I» har isolering + en nollningsenhet, men de har en ledning för anslutning till strömkällan som saknar nollningsledare.

Isoleringen har en speciell märkning. Jordning anges med en separat symbol vid anslutningspunkten för ledaren. Detta görs för att utjämna potentialer. Den gulgröna ledaren ansluts till kontakterna på uttag, lampor etc.

Apparater med isoleringsklass «I» har en 3-ledarkabel och en kontakt med 3 stift. Elinstallationsanordningar i denna kategori ska installeras med jordning.

Elektriska apparater med isoleringsklass «II», dvs. dubbel eller förstärkt isolering, förekommer ofta i hushållsbruk. Sådan isolering skyddar användarna på ett tillförlitligt sätt mot elektriska stötar om den grundläggande isoleringen skadas i apparaten.

Produkter som är utrustade med stark dubbel isolering markeras i kraftutrustning med tecknet V, vilket betyder: «isolering i isolering». Apparater som innehåller detta tecken får inte nollas eller jordas.

Alla moderna elektriska apparater med isolering av klass III kan fungera i elnät där märkspänningen inte överstiger 42 V.

Absolut säkerhet vid aktivering av elektrisk utrustning erbjuds av beröringsfria brytare, vars konstruktionsegenskaper, funktionsprincip och typer presenteras i den av oss rekommenderade artikeln.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Videoklippet innehåller instruktioner för användning av ett populärt märke av megohmmeter:

En kort videoöversikt av isoleringsmaterial och sätt att skydda strömförande delar av elinstallationsbeslag:

Särskilda typer av isolering används vid utrustning av industriella brytare, till exempel luft- eller oljetyp. De används inte i hushåll. Om du stöter på problem med isolationsfel hos brytare i produktionen, bör du kontakta specialister som underhåller elinstallationer.

Skriv gärna kommentarer i blocket nedan. Dela användbar information om artikelns ämne som kan vara till nytta för webbplatsens besökare. Ställ frågor om kontroversiella och oklara punkter, lägg upp foton.