Ток утечки: что это такое, особенности, путь протекания, измерение

Последствия

Как мы уже говорили, протекание дифференциальных токов происходит даже при наличии изоляции должного уровня. Из-за их низкой величины не возникает деструктивных последствий. Ситуация в корне изменяется, когда утечка превышает допустимую норму. В таких случаях возможны следующие последствия:

Угроза поражения электротоком.
Вероятность возникновения пожара.
Протекание дифференциального тока в сети приводит к тому, что даже при отключенных потребителях электроэнергии по показаниям приборов учета будет наблюдаться расход электричества.
Электрический ток, проходя через неизолированные токопроводящие конструкции, вызывает их ускоренную коррозию. Что можно наглядно наблюдать на клеммах аккумуляторных батарей.
Утечка в бортовой сети автомашины может вызвать воспламенение проводки и практически всегда становится причиной разряда аккумуляторной батареи, что создает проблемы цепи зажигания.

Перечисленных последствий вполне достаточно, чтобы осознать опасность дифференциального тока, поэтому поговорим о способах защиты и устранении утечки.

Методы измерения

Для того чтобы определить места, где наиболее вероятно образование блуждающих токов, необходимо выполнять измерения. Полученная информация о блуждающих постоянных токах позволяет более эффективно построить защитные мероприятия. Измерения представляют собой систему мероприятий, включающую такие элементы:

Определение сопротивления между грунтом и рельсами электротранспорта.
Вычисление разности потенциалов между рельсами, по которым перемещается электротранспорт и подземными трубопроводами.
Подробное изучение возможных утечек электроэнергии с кабеля на всём протяжении его длины.

При выполнении замеров на путях электротранспорта нужно выбирать время наибольшей активности. Используемые приборы должны иметь класс точности не менее 1,5.

При прокладке подземных трубопроводов измерения блуждающих токов проводят через каждые 1000 м. Если аналогичные конструкции расположены параллельно, то измерения выполняют с промежутком 200 м. В этом случае проводят сравнение показателей вдоль каждого трубопровода. Дополнительно проводят измерение разности потенциалов между ними.

Как выглядит коррозия на полотенцесушителеИсточник aquanerzh.ru

Что такое утечка тока

Схема поражения человека электричеством

В ГОСТах 61140-2012 и 30331.1-2013 дано определение понятия. Токовая утечка – это протекание электротока в грунт, к открытым, проводящим, сторонним предметам или защитным проводникам в нормальных рабочих условиях.

Ток направляется от фазы к земле по непредназначенному для этого маршруту:

корпусу бытового оборудования – стиральных или посудомоечных машин, бойлеров, электрических плит;
металлическим трубам водопроводной или газопроводной магистрали;
сырому штукатурному слою квартиры или дома;
иным токопроводящим путям.

Направленность тока при утечке

Ток утечки в землю

Направление токов зависит от типа заземления:

Изолированная нейтраль IT – утечка осуществляется через изоляционный слой к токопроводящим элементам. С них по проводникам она отводится в область растекания.
Схема TN с глухим заземлением нейтрали – утечка проходит по REN-шине до вводного устройства защиты.
Система ТТ – утечка выполняется через основную изоляцию от токоведущих до открытых проводящих элементов. По проводнику и заземлителю ток направляется в локальный грунт.

Чем она опасна?

Электрическая изоляция не может быть идеальной, поэтому при работе потребителя электроэнергии, даже в случае ее полной исправности, утечка тока всегда имеет место, величина которой имеет мизерное значение и не представляет опасности для человека. В случае частичного или полного нарушения изоляции, значения токовых утечек возрастают и могут быть серьезной угрозой здоровью и жизни людей. Проще говоря, в случае потери сопротивления изоляции при прикосновении к корпусу электротехнического устройства, кабельной оболочке, штепсельной вилке или розетке, трубе водопровода или отопительной системы, стене дома или квартиры, человеческое тело выступит в роли проводника, через который пройдет протекание токов утечки в землю. Последствия могут быть самыми печальными, вплоть до летального исхода.

Не стоит забывать о том, что наличие утечки в электрохозяйстве дома и квартиры может влиять на потребление электрической энергии. При наличии данного явления в проводке, даже в случае отключения всех потребителей, электрический счетчик будет фиксировать расход электричества.

Тестирование силы тока

Для начала определяемся с тем, какой ток протекает в цепи – переменный или постоянный. Выбор гнезда для черного щупа, из вариантов «10 А» либо «VΩmA», делается после уточнения приблизительных параметров в Амперах. Процедура во многом идентична вышерассмотренной. Если после подсоединения к разъему с максимальным токовым значением табло покажет значительно меньшую величину, помещаем штекер в другом гнезде. При повторном высвечивание меньших параметров останавливаемся на диапазоне с меньшей амперностью.

Важно помнить, что подсоединение прибора в цепи в этом случае также выполняется исключительно параллельно

Возможные причины

Почему срабатывают узо:

В условиях утечки
При наличии трещин, повреждений в конструкции изоляции тех проводов, которые являются изношенными.

В описанных выше случаях только своевременное включение соответствующей защиты может свести к нулю риск возгорания. В данной ситуации выход есть только один — необходимо оперативно отыскать тот участок, на котором произошла утечка. Существуют и другие способы. К примеру, бывает достаточно убрать устройство из цепи, однако данный вариант сопряжен с некоторыми рисками, и это следует иметь в виду. Безусловно, проводка может быть исправной. В ряде случаев, ее можно эксплуатировать на протяжении нескольких десятков лет. Однако риск возникновения чрезвычайных ситуаций тоже присутствует. Халатность во всем, что связано с электричеством, недопустима

И данному моменту следует уделять особое внимание

Предельные значения токов утечки

Если электрооборудование имеет ток утечки, не превышающий нормативное значение, его рассматривают в качестве кондиционного электрооборудования. В противном случае его следует рассматривать в качестве некондиционного электрооборудования, которое подлежит ремонту или утилизации. Рассмотрим максимально допустимые значения токов утечки, установленные нормативными документами для некоторых видов электрооборудования.

В разделе 13 «Ток утечки и электрическая прочность при рабочей температуре» стандарта ГОСТ IEC 60335-1-2015 установлены следующие максимально допустимые значения тока утечки для основных видов бытового электрооборудования:

для приборов класса II и частей конструкций класса II – 0,35 мА (амплитудное значение);
для приборов класса 0 и класса III – 0,7 мА (амплитудное значение);
для приборов класса 0I – 0,5 мА;
для переносных приборов класса I – 0,75 мА;
для стационарных электромеханических приборов класса I (с приводом от двигателя) – 3,5 мА;
для стационарных нагревательных приборов класса I – 0,75 мА или 0,75 мА на кВт номинальной потребляемой мощности прибора в зависимости от того, что больше, но не более 5 мА.

Для комбинированных приборов общий ток утечки может быть внутри ограничений, установленных для нагревательных приборов или для электромеханических приборов в зависимости от того, что больше, но не суммируя оба предела.

В некоторых стандартах комплекса ГОСТ IEC 60335 «Бытовые и аналогичные электрические приборы. Безопасность» для отдельных видов бытового электрооборудования установлены иные значения максимально допустимых токов утечки. Например, в ГОСТ IEC 60335-2-6-2016 , для стационарных электроплит, духовых шкафов, конфорочных панелей и аналогичных нагревательных приборов класса I максимально допустимое значение тока утечки установлено равным 10 мА.

В разделе 13 «Ток утечки» стандарта ГОСТ Р МЭК 60745-1-2009 установлены следующие максимально допустимые значения тока утечки для основных видов электрического инструмента:

для инструмента класса I – 0,75 мА;
для инструмента класса II – 0,25 мА;
для инструмента класса III – 0,50 мА.

Соответствие фактического тока утечки электрического инструмента максимально допустимому значению тока утечки в стандарте ГОСТ Р МЭК 60745-1-2009 проверяют с помощью специального испытания, которое выполняют при напряжении питания, равном 1,06 номинального напряжения. До выполнения испытаний отсоединяют защитное сопротивление. Испытания на ток утечки выполняют с переменным током. Испытания инструмента, предназначенного только для постоянного тока, не проводят.

Технический отчет МЭК 62350 приводит следующие типичные примеры уровней тока утечки, которые может иметь распространенное электрооборудование: компьютеры – 1–2 мА; принтеры – 0,5–1мА; небольшое портативное электрооборудование – 0,5–0,75 мА; факсимильные аппараты – 0,5–1 мА; светокопировальные аппараты – 0,5–1,5 мА; фильтры – около 1 мА.

Особенности

Харечко Ю.В. конкретизирует некоторые особенности, которые касаются понятия «ток утечки» :

Харечко Ю.В. продолжает :

В национальной нормативной документации термин «ток утечки» часто ошибочно используют вместо термина «ток замыкания на землю», который характеризует электрический ток, появляющийся в условиях единичного или множественных повреждений, и термина «номинальный отключающий дифференциальный ток», который определяет одну из характеристик устройства дифференциального тока. Имеются и другие неправильные варианты использования рассматриваемого термина.

Нижеследующий пример анализа ПУЭ 7, который касается ошибочного употребления понятия «ток утечки» провел Харечко Ю.В. Привожу цитаты данного анализа :

« Например, в п. 6.1.16 ПУЭ указано: «Для питания светильников местного стационарного освещения с лампами накаливания должны применяться напряжения: в помещениях без повышенной опасности – не выше 220 В1 и в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных – не выше 50 В. В помещениях с повышенной опасностью и особо опасных допускается напряжение до 220 В для светильников, в этом случае должно быть предусмотрено или защитное отключение линии при токе утечки до 30 мА …». Последнее из процитированных требований содержит серьезную ошибку. Буквальное его выполнение может привести к смертельному поражению электрическим током, поскольку оно предписывает выполнять защитное отключение только для светильников, имеющих ток утечки до 0,03 А. Если светильник имеет ток утечки более 0,03 А, который представляет реальную опасность для человека, то защитное отключение можно не выполнять!

В рассматриваемых требованиях термин «ток утечки» неправомерно использован вместо характеристики устройства дифференциального тока «номинальный отключающий дифференциальный ток». То есть требования п. 6.1.16 ПУЭ должны предусматривать защиту электрической цепи светильников посредством УДТ, имеющего номинальный отключающий дифференциальный ток до 0,03 А включительно, для обеспечения дополнительной защиты при прямом прикосновении, как было предусмотрено ранее действовавшим ГОСТ Р 50571.3–94, или для обеспечения дополнительной защиты, как предписано действующим ГОСТ Р 50571.3-2009. »

Что такое утечка тока

Схема поражения человека электричеством

Ток направляется от фазы к земле по непредназначенному для этого маршруту:

корпусу бытового оборудования – стиральных или посудомоечных машин, бойлеров, электрических плит;
металлическим трубам водопроводной или газопроводной магистрали;
сырому штукатурному слою квартиры или дома;
иным токопроводящим путям.

Явление возникает в условиях повреждения изоляции в процессе старения, перегрузки домашнего оборудования или механических повреждений проводки.

Направленность тока при утечке

Ток утечки в землю

Направление токов зависит от типа заземления:

Изолированная нейтраль IT – утечка осуществляется через изоляционный слой к токопроводящим элементам. С них по проводникам она отводится в область растекания.
Схема TN с глухим заземлением нейтрали – утечка проходит по REN-шине до вводного устройства защиты.
Система ТТ – утечка выполняется через основную изоляцию от токоведущих до открытых проводящих элементов. По проводнику и заземлителю ток направляется в локальный грунт.

Это интересно: Перегрузка электросети — причины, последствия, меры защиты

Причины и источники возникновения

Как мы помним из школьного курса физики, для образования электрического тока необходимо, чтобы возникла разность потенциалов между двумя участками цепи. Принцип возникновения блуждающих токов – аналогичный. Только роль проводника в данном случае исполняет земля.

На территории современных городов и населенных пунктов находится множество электрифицированных объектов, начиная от ЛЭП и заканчивая рельсовым транспортом, включая оборудование тяговых подстанций. Их объединяет один фактор – расположение на земле. Это приводит к довольно специфичному взаимодействию с последней, проявляющемуся в виде появления блуждающих токов. Ниже представлена таблица, которой приводятся их потенциальные источники и условия образования электросвязи связи с почвой.

Таблица 1. Потенциальные источники.

Название объекта	Взаимосвязь с землей
Различные виды распределительных устройств, оборудование подстанций, ВЛ с нулевым проводником (глухозаземленная нейтраль), подключенным к повторным заземлителям.	При наличии на объекте ЗУ.
ВЛ сетей с изолированной нейтралью, кабельные магистрали.	Возникает при повреждении изоляционного покрытия токонесущих элементов кабелей.
Рельсовый электротранспорт, системы с заземленной нейтралью.	Наличие технологической связи между одним из проводников и землей.

Чем она опасна?

Причины возникновения утечки тока

Утечка возникает даже при функционировании оборудования в штатном режиме, но опасность появляется, когда превышен предел дифференциального тока. Допустимая норма может увеличиваться в нескольких случаях.

С электроприбора в квартире или доме

Пробой на корпус в системах: А) TN-C-S, В) TN-C Напряжение возникает на корпусе бытовой техники (чаще всего водонагревателя или машинки-автомат). Причина заключается в повреждениях ТЭНа или разрывах изоляции. В трехпроводной или двухпроводной схеме подключения оборудования явление проявляется по-разному:

Трехпроводное подключение прибора по схеме TN-C-S. При пробоях заземленного корпуса утечка направляется на шину PE. Электромагнитная или тепловая защита автовыключателя на линии питания активируется.
Двухпроводное подключение прибора с заземлением типа TN-C. Утечка не приведет к срабатыванию автовыключателя и техника продолжит работать до момента образования дифференциального тока. Явление произойдет при касании к корпусу, элементу здания или труб водоподачи. Проводником утечки от прибора к земле будет человек.

В скрытой проводке в доме или квартире

Повреждение изоляции кабеля скрытой проводки При скрытой организации проводки существуют риски повреждения изолированных жил кабеля. Они происходят в таких случаях:

Превышение нормативного срока эксплуатации. Квартира в доме застройки 50-90-х годов ХХ века оснащается алюминиевой или медной проводкой. Согласно ВСН 58-88 медные токоведущие жилы заменяются 1 раз в 30 лет, алюминиевые – 1 раз в 30 лет.
Неправильное использование. Перегрузка электросети приводит к нагреву и разрушению изоляции кабеля питания.
Механические повреждения проводников тока. Возникают, когда нарушена технология монтажа или неправильно просверливались стены.

Общие свойства DRCM и DMRCD

Приборы DRCM и DMRCD постоянно осуществляют контроль над работой любой электроустановки. Они имеют 10 ступенчатую светодиодную шкалу, в которой и показывается уровень тока утечки. Если происходит превышение установленных значений, контакты тревоги замыкаются. Это даёт возможность эксплуатационщикам быстрее обнаружить место утечки.

Устройства DRCM и DMRCD выполняются в категории А и В+. Приборы этих серии могут работать вне зависимости от того, какое напряжение питания в сети. Если они будут работать в паре с трансформаторами серий DCTA и DCTA В+, то в таком случае они имеют возможность постоянно наблюдать за электроустановками, которое имеет номинальный ток до 630 ампер. Также эти приборы имеют несколько предварительных настроек:

Есть возможность установки номинального тока утечки;
Можно установить параметр порога, при котором будет срабатывать предварительное сигнализация от 10 до 100 процентов;
Прибор оборудован таймером времени для задержки срабатывания;
Имеется в наличии тестовая кнопка;
Индикация приборов показывает рабочий режим, предварительную и аварийную сигнализацию:
в случае обрыва провода или короткого замыкания на приборе начинает мигать светодиод по соответствующему коду.

Средства защиты

Для того чтобы гарантированно исключить в доме случаи элктротравматизма, необходимо обустроить домашнюю электрическую сеть средствами защиты от утечек, в качестве которых в настоящее время находят широкое применение устройства защитного отключения (УЗО) и дифференциальные автоматы. О том, как выбрать УЗО по току, мы рассказывали в отдельной статье.

Альтернативный вариант — использовать дифференциальный автомат, который совмещает УЗО и автоматический выключатель. Дифавтомат также поможет защититься от неблагоприятного явления, т.к. моментально сработает и обесточит сеть при возникновении опасности.

Более подробно узнать о том, для чего нужно использовать УЗО, рассказывается в видео:

Вот мы и рассмотрели, что такое утечка тока в квартире и доме, какие причины ее возникновения, а также меры защиты в домашних условиях. Надеемся, информация была для вас полезной и интересной!

Будет полезно прочитать:

Замеры напряжения

Для сети с переменным напряжением стрелка переключателя устанавливается на ACV. К разъемам СОМ и «VΩmA» подсоединяются щупы. Если вы не уверены в примерном диапазоне тестируемого напряжения, выбирайте максимальное значение. При появлении на дисплее значения меньше установленного переключатель переводится на более низкую по вольтности ступень. Методом подбора довольно быстро можно определиться с приблизительной величиной искомого значения. Для сети с постоянным напряжением такой процесс выполняется аналогичным образом. Чаще всего во втором варианте выбирается отметка 20 В. Примером могут быть ремонтные работы электрообрудования автомобиля.

Можно с уверенностью утверждать, что каких-то больших затруднений такое мероприятие не вызывает. Необходимо всего лишь придерживаться основных мер безопасности – исключить прикосновение к оголенным участкам щупов руками.

Поиск проблемы в электропроводке

Утечка в скрытой проводке дома или квартиры может вызвать поражение электрическим током во время штукатурки стен или клейки обоев. Как ее обнаружить без привлечения специалистов и использования специальных приборов. Существует проверенный способ проверки утечки в скрытой проводке дома или квартиры с использованием транзисторного радиоприемника, имеющего средневолновый и длинноволновый диапазоны приема. Перед проверкой необходимо выключить все потребители электроэнергии. Далее необходимо пройтись с приемником, предварительно настроенным на частоту, на которой нет вещания радиостанций, в непосредственной близости от стен в местах прокладки проводки. При приближении к проблемному месту динамик приемника начнет характерно фонить.

Что такое ток утечки диэлектрика?

Ток проводимости, проходящий через конденсаторпри постоянном напряжении на его обкладках в установившемся режиме

Какие составляющие имеет ток утечки диэлектрика?

сквозной ток,ток смещения,ток абсорбций

Чем обусловлен ток абсорбции диэлектрика?

он обусловлен поляризацией диэлектрика

Чем обусловлен сквозной ток диэлектрика?

обусловлен наличием свободных зарядов

В каком поле (переменном или постоянном) протекает ток абсорбции диэлектрика?

в переменном поле

В каком поле (переменном или постоянном) протекает сквозной ток диэлектрика?

в постоянном поле

Как называют сопротивление диэлектрика сквозному току?

сопротивление изоляции

Какие слагаемые имеет сквозной ток диэлектрика?

(поверхностный ток утечки) и (объемный ток утечки)

34. По какой формуле рассчитывается удельное объемное сопротивление диэлектрика?

35. Какую размерность имеет удельное объемное сопротивление диэлектрика?

36. По какой формуле рассчитывается удельное поверхностное сопротивление диэлектрика?

37. Какую размерность имеет удельное поверхностное сопротивление диэлектрика?

38. Как влияет адсорбция влаги на поверхности диэлектрика на его поверхностное сопротивление?

39. Какими частицами обусловлена электропроводность жидких диэлектриков?

Какие диэлектрики обладают наиболее высоким удельным объемным сопротивлением: твердые, аморфные, жидкие или газообразные?

Твердые

Что такое диэлектрические потери?

мощность, рассеиваемая в диэлектрике при воздействии на него электрического поля и вызывающая нагрев диэлектрика.

Что такое угол диэлектрических потерь?

– это угол, дополняющий до 90º угол сдвига фаз между током и напряжением в емкостной цепи

Как строится векторная диаграмма для параллельной схемы замещения диэлектрика и где на ней угол диэлектрических потерь?

Как строится векторная диаграмма для последовательной схемы замещения диэлектрика и где на ней угол диэлектрических потерь?

Какова зависимость между мощностью диэлектрических потерь и углом диэлектрических потерь для параллельной схемы замещения диэлектрика?

чем ниже значение , тем меньше потери электроэнергии в диэлектрике

Какова зависимость между мощностью диэлектрических потерь и приложенным напряжением для параллельной схемы замещения диэлектрика?

Какова зависимость между мощностью диэлектрических потерь и частотой приложенного напряжения для параллельной схемы замещения диэлектрика?

Что является одной из причин возникновения диэлектрических потерь: поляризация диэлектрика, регенерация диэлектрика, адгезия диэлектрика или полимеризация диэлектрика?

Поляризация диэлектрика

Что такое утечка тока и чем она опасна

Эквивалентная схема 3-х фазной электросети с изолированной нейтральюНачнем с терминологии. Точное определение этого явления описано в ГОСТ 61140 2012 и ГОСТ 30331.1 2013, далее дословно: «Электрический ток, протекающий в землю, открытые, сторонние проводящие части и защитные проводники при нормальных условиях». Для более детального описания явления приведем в качестве примера эквивалентную схему 3-х фазной электрической сети IT (изолированная нейтраль).

Обозначения:

А, В, С – фазы сети.
Ra, Rb, Rс – величина активного сопротивления между землей и каждой фазой.
Са, Сb, Сс – параметры емкости линий относительно земли.
Ua, Ub, Uc – напряжение каждой из фаз по отношению к земле.
Ia, Ib, Ic – токи утечки.

В приведенном примере активное сопротивление Ra, Rb, Rс не стремиться к бесконечности, а вполне измеряемая величина. Соответственно и токоведущих проводников емкость относительно земли (Са, Сb, Сс) будет какую-то величину больше нуля. Следовательно, в токоведущих частях с напряжениями Ua, Ub, Uc будут образовываться токи утечки Ia, Ib, Ic.

Пути таких токов напрямую зависят от того, какой тип заземления используется в системе. В приведенном примере с изолированной нейтралью (IT), утечка происходит через изоляцию проводов в токопроводящие элементы оборудования. Из них по проводникам, соединенным с ЗУ, уходит в зону растекания (локальную землю).

В системах с глухозаземленной нейтралью (TN) ток утечки по шине PEN течет до ЗУ на вводе электропитания.