Число электроприборов, используемых в домах или квартирах, увеличивается с каждым годом, увеличивая тем самым нагрузку на бытовую сеть. В большинстве жилых помещений монтаж проводки осуществлялся 20-30 лет назад, когда допустимые нагрузки считались по совершенно другим нормам. Соответственно, когда производится подключение мощных потребителей электроэнергии, возникает перегрузка электросети. О ее природе и последствиях пойдет речь в данной статье.
Что такое перегрузка?
В первую очередь необходимо определиться с терминологией, то есть выяснить, что подразумевается под перегрузкой. Касательно электрических сетей так принято называть их нештатный (аварийный) режим работы, при котором проходящий ток превышает допустимую (расчетную) величину.
Основные причины перегрузки электросети
Прежде, чем рассматривать способы защиты домашней электросети от перегрузки, необходимо установить причину ее возникновения. В противном случае предпринятые меры могут оказаться неэффективными. Как показывает практика, чаще всего нештатный режим работы локального участка цепи может быть вызван следующими причинами:
- Подключение к электросети неисправных бытовых электроприборов.
- Неправильное распределение нагрузки между линиями электрической сети.
- Проблемы с проводкой (несвоевременная замена, неправильный монтаж, ошибки в , неправильный выбор номинала автоматических выключателей и т.д.).
- Превышение мощности групп освещения.
- Низкое качество энергоснабжения.
Рассмотрим детально каждую из названных выше причин.
Включение в сеть неисправного электроприбора
Неисправные бытовые приборы включать в сеть категорически противопоказано. Это может привести к короткому замыканию и срабатыванию электромагнитного расцепителя автомата защиты. Вполне может случиться так, что несправная электротехника не вызывает КЗ, но начинает потреблять существенно больше допустимого тока. В такой ситуации срабатывает тепловая защита АВ.
И в первом, и во втором случае возникает перегрузка электропроводки, поэтому при первых признаках неисправности бытовых электроприборов их необходимо отключить от сети и отнести в ремонтную мастерскую. Помните, что несправные устройства могут стать причиной пожара.
Неправильное распределение нагрузки
Это наиболее распространенная причина, по которой происходит перегрузка электропроводки, поэтому имеет смысл привести наглядный пример.
Допустим, в квартире имеется некая электроточка, к которой через «тройник» подключается одновременно стиральная машина и бойлер, мощностью 2,3 и 2,6 кВт, соответственно. Из этого следует, что суммарная мощность электроприборов будет 4,9 кВт. Значит, токовая нагрузка на линию составит чуть больше 22 А (I = P/U = 4900/220 = 22,27).
Поскольку номинальный ток автоматических выключателей в электрощитках большинства квартир – 10 или 16 А, то при одновременном включении указанных бытовых электроприборов будет происходить срабатывание тепловой защиты из-за возникновения перегрузки.
Чтобы выйти из сложившейся ситуации, многие допускают классическую ошибку, которая может стать фатальной. А именно, устанавливают на линию автомат, рассчитанный на большую электрическую мощность, например на 25 или 32 Ампера. Учитывая, что в большинстве домов вторичного рынка жилья при использовался кабель под номинальный ток 19 А, то будет происходить нагрев проводов, с последующим нарушением изоляции проводников.
Помимо этого следует учитывать, что типовые электрические розетки изготавливаются под номинальный ток 16,0 Ампер. Превышение его почти на 40% приведет к тому, что корпус электроточки расплавится.
Вероятность возникновения пожара вследствие такого непродуманного распределения нагрузки довольно велика. Ситуацию можно существенно усугубить, используя тройники или удлинители китайских производителей.
Правильным решением устранения перегрузки в приведенном примере будет прокладка отдельных линий питания для каждого мощного электроприбора.
Несвоевременная замена проводки
Срок эксплуатации электрической сети – довольно важный фактор, который не следует оставлять без внимания, говоря о причинах перегрузки. Считается, что его продолжительность напрямую зависит от материала, из которого изготовлен электрический кабель. Это отчасти верно, но разумнее руководствоваться Ведомственными строительными нормами, в частности ВСН 58 88, действующими и по сегодняшний день.
В соответствии с данным нормативным документом, срок эксплуатации внутриквартирных бытовых сетей жилых помещений составляет 40 лет для скрытой проводки и 25 лет для внешней. При этом для элементов сети (розеток, выключателей и т.д.) этот срок ограничен 10-ю годами.
Для алюминиевых проводов, используемых для проводки в эпоху массовой застройки прошлого века, срок эксплуатации ограничен 30-ю годами. Напомним, что начиная с 2001 года, провода с алюминиевыми жилами запрещено применять при монтаже проводки. Если Вам досталась квартира с такой проводкой, настоятельно советуем, не затягивая, произвести ее замену.
Но это мы привели нормативные сроки, фактические могут существенно отличаться, как в меньшую, так и большую сторону. Немаловажное влияние на это оказывает нагрев кабеля, вызванный перегрузкой электросети. Превышение температуры всего на 5°С сверх допустимой нормы сокращает срок эксплуатации проводки вдвое.
Приведем обратный пример. Допустим, сечение кабеля проводки 2,50 мм, что допускает величину проходящего тока до 25 А. Если установить на него автоматический предохранитель с номинальным током 16 А, то фактический срок эксплуатации проводки может превысить нормативный, а опасность перегрузок будет практически исключена. Поэтому важно правильно выбирать сечение проводов и номинальный ток автоматических выключателей, чтобы упростить себе задачу, можете воспользоваться приведенной на рисунке таблицей.
Превышение мощности групп освещения
Установка большого количества энергоемких осветительных приборов, может спровоцировать перегрузку. Но в настоящее время, доступность энергосберегающих и светодиодных ламп практически нивелировало эту проблему.
Низкое качество энергоснабжения
Спровоцировать перегрузку сети может устоявшееся заниженное или завышенное напряжение, что также опасно для Ваших приборов. Поскольку качество энергоснабжения является внешним фактором, бороться с этой причиной можно только установкой защиты. В качестве таковой используется стабилизатор и/или реле напряжения.
Возможные последствия
Даже незначительная перегрузка бытовой электросети может создать множество проблем и привести к серьезным последствиям. Перечислим их, чтобы Вы понимали всю серьезность этой проблемы:
- Нагрев кабеля приводит к повреждению изоляции проводов, что может спровоцировать возникновение коротких замыканий и, как следствие, – пожара.
- Частые аварийные автоматические отключения могут привести к потере данных на компьютерном оборудовании и вызвать сбои в работе электронных устройств.
- Существенное повышение тока вызывает падение напряжения в участке цепи, что отражается на работе практически всех электроприборов.
Это далеко не полный список последствий. Как видите, наиболее серьезное из них может привести к тому, что возникнет пожар. Причем, как показывает печальная статистика, при перегрузках чаще всего из-за замыкания возникают возгорания, последствия которых намного серьезней, чем потеря информации из-за отключения автоматов.
Как предотвратить и устранить перегрузки электросети?
Учитывая, какие неприятные последствия происходят, если возникла перегрузка, расскажем о том, как защитить Вашу электросеть. Поскольку перегрузка является следствием, необходимо устранить вызывающие ее причины. Для этого необходимо придерживаться следующих рекомендаций:
- Не подключать электрические приборы, работоспособность которых вызывает сомнение.
- Правильно распределять нагрузку на бытовую электрическую сеть.
- Серьезно отнестись к расчетам и монтажу электропроводки. Если Вы не имели опыта электромонтажных работ, лучше обратиться к специалистам. Именно проблемная электропроводка наиболее распространенная причина пожара.
- При низком качестве электроэнергии установите стабилизатор и реле напряжения на вводе.
С металлической жилой провода, при идеальных условиях эксплуатации, может быть и правда ничего не сделается. Однако, в реальных условиях, проводник подвержен окислению, ухудшению контакта и разогреву в месте плохого контакта… Кроме того, плохие контакты образуются и из-за ослабления затяжки винтовых соединений проводов.
А вот с изоляцией проводов - еще сложнее. Старение изоляции становится причиной выхода провода из строя и может сопровождаться различными неприятностями – от короткого замыкания, до пожара.
В чем выражается старение изоляции электропроводки?
Прежде всего, в уменьшении эластичности и механической прочности её материала. Изоляция становится хрупкой и ломкой. Достаточно небольшого воздействия, и ее целостность нарушается. После чего, может произойти электрический пробой изоляции и замыкание. А при том, что раньше в качестве изоляционных материалов использовали, в основном, горючие материалы, то при аварийном нагреве токопроводящих жил проводов и наличии пожароопасной среды, возникает пожар.
Причины старения изоляции электропроводки
Одной из главных причин преждевременного старения изоляции является тепловое старение, вызванное повышением температуры проводника. Естественно, что провод нагревается не просто так, а при перегрузках электросети, вызванных длительным превышением тока, допустимого для данного сечения проводника. Причем, срок службы изоляции при повышении температуры проводника от нормальной всего на 8 градусов - снижается в 2 раза!
Причины перегрузки электросети
Есть несколько причин возникновения перегрузки электросети и электропроводки, среди которых можно выделить:
- неправильный расчет сечения проводника;
Подключение дополнительных потребителей, мощность которых превышает допустимые проектные значения;
Механические перегрузки на валу электродвигателей бытовых электроприборов;
Длительные отклонения напряжения электросети от номинального значения.
Недостаточная электрическая мощность, подведенная к внутренней электросети.
Как избежать перегрузки электросети?
Если при расчете или монтаже электропроводки допущена ошибка и сечение проводника меньше требуемого, то исправить положение можно лишь полной заменой такой проводки или прокладкой новых линий от электрического щита к наиболее нагруженным розеткам, проводом необходимого сечения.
Эксплуатация дополнительных энергоемких потребителей, суммарный потребляемый ток которых превышает значение токовой уставки вводного автоматического выключателя может производится только с использованием устройств автоматики, например, оптимизатора нагрузки на электросеть OEL-820.
Необходимо исключить работу двигателей с механической перегрузкой вала. Например, поставить сетчатый фильтр на всасывающий патрубок погружного насоса, чтобы в него не попадал песок, вовремя очищать от пыли мешок пылесоса, не перегружать миксер, мясорубку, электродрель и т.д.
Если напряжение в доме ниже или выше нормы – нужно использовать стабилизатор напряжения. Однако, следует учитывать, что при низком напряжении на входе стабилизатор увеличивает его на выходе за счет увеличения потребляемого тока, что также может привести к перегрузке проводки.
При недостаточной выделенной или подведенной мощности следует докупить недостающие киловатты у энергетиков, внеся соответствующие изменения в договор и проект.
Самое бюджетное и легкое решение - «виртуальное» повышение мощности электросети без покупки дополнительной мощности. Т.е. применение устройства лимитирования потребляемой мощности с помощью управления неприоритетной нагрузкой. Для бытового использования лучше всего подойдет оптимизатор нагрузки на электросеть OEL-820. Это единственный на рынке бытовой прибор, предназначенный для эффективного снижения потребляемой мощности и подключаемый без помощи специалиста. Включил в розетку - и забыл о проблеме!
Для 220 В или разноименных фаз между собой или с нулем не предусмотренные конструкцией электрической цепи или электроприборов, которое нарушает нормальную работу электросети.
Короткое замыкание возникает по причине нарушения изоляции электрических проводов, кабелей или токоведущих элементов в электроприборах, а также при механическом касании не изолированных элементов, поэтому важно всегда оголенные концы электропроводки изолировать отдельно друг от друга с использованием изоленты или электрических с электроизоляционным корпусом, т.е не проводящим электрический ток.
При возникновении короткого замыкания в электрической цепи мгновенно и многократно вырастает значение сила тока, приводящее к высокому тепловыделению, в результате которого происходит плавление электрических проводов с возникновением возгорания электропроводки и распространением пожара в помещении, где произошло КЗ.
В результате короткого замыкания нарушается нормальное функционирование не только в вашей квартире, но и у соседей- из-за падения питающего напряжения, что часто приводит к поломке электроприборов и бытовых техники.
В квартирах с 220 В возникает только однофазное замыкание (замыкание фазы на нулевой проводник или на ), а в некоторых частных домах или гаражах с трехфазным вводом на 380 Вольт- могут возникнуть гораздо более опасное двухфазное (замыкание двух фаз между собой+ на «Землю») или трёхфазное (замыкание трех фаз между собой + на «Землю»)
В электрических двигателях и аппаратах в случае поломки также возможны внутренние короткие замыкания:
Например межвитковые, которые возникают при замыкании между собой витков обмоток в статоре или ротора электродвигателя или между витками в обмотке трансформатора.
А если электроприбор имеет металлический корпус, то возможен пробой изоляции и замыкании на металлический корпус. В этом случае человека защитит от удара электрическим током только корпуса.
Внимание провода в полиэтиленовой и, особенно в резиновой оболочке больше склоны к возгоранию. Поэтому Я как профессиональный электрик много лет, занимающийся электромонтажом в Минске настоятельно рекомендую использовать в квартирах, домах, гаражах и т. для прокладки скрыто под штукатуркой кабель марки ВВГ Нг, с не горючей изоляцией, а открыто по несгораемому основанию более дорогой кабель- ВВГ Нг Ls, который даже не дымит при КЗ.
Перегрузка электросети в доме гараже или квартире нередко встречается в быту и также очень опасна и является аварийным случаем. И как показала практика более опасна, чем токи КЗ. Потому что электропроводка надежно защищена или .
Причиной возникновения перегрузки служит подключение, включение большого количества электроприборов на одну группу электрических розеток или повреждения потребителей электричества, при и котором суммарный ток, проходящий по электрическому кабелю или проводам превышает номинальное значение, на которое они рассчитаны. Для дома или квартиры, где в основном проложены кабеля или провода сечением 1.5 квадратных миллиметров номинальный ток должен быть не выше 16 Ампер или не более 3.5 Киловатт.
Важно знать и применять в практике только выключатели или розетки для подключения электроосвещения или электрооборудования с не менее значениями напряжения и тока, указанными на корпусе электрической розетки или выключателя. Например, на розетке написано «10 А; 250 В» , что означает она рассчитана на однофазную сеть 220 Вольт, а максимальное значение тока, проходящего через розетку, не должно быть выше 10 Ампер или, примерно по мощности не более 2 Киловатт. В такую розетку нельзя включать мощный электроприбор например с мощностью 2.5-3 Киловатта, что приведет к выгоранию контактов розетки.
Говоря о перегрузке электросети, нужно отметить, что перегрузка приводит не только к мелким неисправностям, таким как, мигание света, сбои в работе электроприборов. Из-за перегрузки сети происходит нагрев проводов и кабелей, что при неправильно сделанной защите, может привести к пожару, повреждениям и неисправностям электроприборов. Как следствие, незапланированные ремонт телевизоров или ремонт холодильников и другой бытовой техники постоянно включенной в электросеть. Разберем основные причины перегрузки сети и способы устранения этой проблемы.
Перегрузка электросети – основные причины
Основными причинами перегрузки электросети являются:
- Включение в сеть неисправного прибора.
Чаще, перегрузка в электросети не является неисправностью. Это скорее просчет при создании и ее монтаже. Если в одну включили большое количество розеток, при этом неправильно рассчитали номинал автомата защиты, то перегрузка неизбежна.
Например, на кухне было две розетки. Решив увеличить количество розеток, мастера не позаботились о создании новой группы, а шлейфом смонтировали еще несколько розеток. Каждая отдельная розетка не перегружает цепь, а при включении нескольких приборов приводит к перегрузке.
Хочу напомнить, что при перегрузки электросети не срабатывают моментально, как при коротком замыкании. В , для защиты от перегрузки есть биметаллическая пластина, нагрев которой отключает аварийную цепь. Для нагрева пластины и отключения цепи при перегрузки требуется несколько минут.
Поэтому, если у вас периодически срабатывают автоматы защиты, при включении бытовых приборов, то вполне вероятна перегрузка электросети и неправильное распределение нагрузки или неправильно подобранный номинал уставки автомата защиты.
Сложность предварительного расчета каждой группы розеток квартиры, создало одно простое правило монтажа. На одну не «вешайте» более 4 розеток. При таком распределении нагрузки в сочетании с медным кабелем 3×2,5 мм² и автоматом защиты в 25 Ампер, никогда не будет перегрузки групповой цепи.
Включение в сеть неисправного прибора
Но перегрузка электросети может появляться не только при неправильном распределении нагрузки. Неисправный электроприбор, вполне, может потреблять повышенный ток и приводить к перегрузке сети.
Если отключение автомата защиты происходит только при работе «подозреваемого» прибора, а мощность прибора не более 2500Вт, то прибор нужно ремонтировать или менять.
Многие сталкиваются с ситуацией, когда при включении нескольких мощных потребителей в квартирах, дачах, в офисах и загородных домах автомат отключается по перегрузке.
До недавнего времени простого решения этой проблемы не существовало. Требовалось покупать дополнительную электрическую мощность, что очень дорого, а зачастую - невозможно. Или устанавливать реле приоритета, что связано со значительными временными затратами на прибор, на переделку проводки, электрощита и последующий ремонт помещений.
Однако, появились бытовые приборы, решающие сложную проблему без лишних затрат.
Оптимизаторы нагрузки на электросеть, например, предназначенный для эффективного снижения мощности, потребляемой энергоемкой бытовой техникой, предотвращения перегрузки и отключения автомата.
Новые приборы не требует специалиста для установки и легко подключается к сети.
Инновационная идея изобретения заключается в перераспределении электрической мощности между парой потребителей в зависимости от их приоритета.
Реле приоритета OEL-820
Принцип действия — автоматическое дистанционное отключение неприоритетного потребителя на время работы приоритетного.
Прибор состоит из блока A для подключения приоритетного потребителя и блока B для неприоритетного.
Передача команд между блоками: по радиоканалу. Важно заметить, что приоритетный потребитель никогда не отключается, что не прерывает работу его автоматики - термостата, таймера и т.д. Отключается лишь неприоритетный потребитель.
Несколько примеров использования.
При переходе приоритетного электроконвектора А в режим нагрева (в первой комнате), неприоритетный электроконвектор В (во второй комнате), отключается. Как только температура в первой комнате достигнет заданного значения, приоритетный электроконвектор отключит нагрев. В этом случае неприоритетный электроприбор продолжит работу.
Энергопотребление пары киловаттных электроконвекторов, составит всего 1 кВт. Соответственно, четыре киловаттных электроконвектора будут потреблять всего 2 кВт!
Подключение электроконвекторов в одном помещении.
Схема работы электроприборов такая же, как в первом примере. Фазы рабочих циклов электроконвекторов сдвинуты относительно друг друга, а суммарное потребление не превысит потребления одного из них. Каждый электроконвектор отапливает свою зону, поэтому их одновременная работа не требуется — достаточно попеременной работы.
При включении приоритетного электрочайника А в кухне, неприоритетный электроконвектор В в комнате, отключается. Как только чайник отключится, обогреватель продолжит работу.
При включении приоритетного скважинного насоса А неприоритетный накопительный водонагреватель В отключается на время наполнения мембранного бака водой. Как правило, это меньше минуты. При отключении насоса автоматикой насосной станции работа водонагревателя возобновится.
При включении приоритетной стиральной машины А неприоритетный электроконвектор отключается, высвобождая электрическую мощность. По окончании стирки работа нагревательного прибора будет продолжена.
