Izolace vypínačů: požadavky na izolaci domácích a průmyslových zařízení

Bezpečný provoz všech druhů elektrotechnických zařízení přímo závisí na skutečném stavu izolačních materiálů, které jsou zabudovány do konstrukce vodivých částí každého instalačního výrobku. Pokud dojde k porušení izolace vypínačů, může dojít k výpadku dodávky elektřiny, požáru a dokonce k úrazu.

Povíme Vám vše o typech izolace, které zajišťují plnohodnotnou bezpečnost používání spínacích přístrojů. V námi nabízeném článku jsou podrobně popsány přírodní a syntetické, běžné a zesílené varianty. Jsou uvedeny specifikace značení a rady pro kupující.

Izolační ochrana elektrických zařízení

Izolační materiály chrání okolní osoby a zvířata před úrazem elektrickým proudem. Platí jedna podmínka: je třeba správně vybrat spotřební dielektrikum, jeho tvar, tloušťku, parametry pracovního napětí (které se může lišit stejně jako konstrukce zařízení).

Kromě toho mohou mít významný vliv na kvalitu izolátorů výrobní nebo domácí podmínky provozu složitého elektrotechnického zařízení. Kvalita izolace, tloušťka a stupeň elektrického odporu musí odpovídat skutečnému vlivu okolního prostředí a standardním provozním podmínkám.

Pro kontrolu izolačních vlastností se na kabel přivádí zkušební napětí a poté se pomocí multimetru nebo testeru odečítají hodnoty izolačního odporu elektrického zařízení.

Informace o tom, jak se kontroluje napětí v elektrické zásuvce, naleznete v následujícím článku, který doporučujeme si přečíst.

Součástí elektrické izolace může být jak vrstva dielektrika určité tloušťky, tak konstrukční tvar (kryt) vyrobený z dielektrického materiálu. Dielektrikem je pokryt celý povrch vodivých částí zařízení nebo pouze ty vodivé části, které jsou izolovány od ostatních částí konstrukce.

Druhy izolačních materiálů

Výrobci moderních elektrických vypínačů používaných v obytných, kancelářských a průmyslových budovách rozlišují následující typy elektrické izolace: pracovní (základní), doplňkovou, dvojitou a zesílenou.

Pracovní (základní) izolace

To je ve své podstatě hlavní ochrana elektrických zařízení, která jim zajišťuje normální a stabilní provoz, bez vzniku zkratů, chrání spotřebitele před přímým kontaktem s živými částmi.

Pracovní izolace musí podle norem pokrývat celý povrch vodičů, kabelů a dalších prvků, kterými prochází elektrický proud. Například šňůry elektrických spotřebičů jsou vždy pokryty izolací.

Polyvinylchloridové trubičky-kambriky se používají jako levný a rychlý způsob izolace živých částí vodičů připojených k elektrickým spotřebičům.

Musí zaručit odolnost vůči všem potenciálním vnějším vlivům, které mohou vzniknout při provozu elektrických spínačů při současném působení silových polí, tepelného zahřívání, mechanického tření, agresivních projevů okolního prostředí.

Uvedené faktory negativně ovlivňují elektrické vlastnosti dielektrických (izolačních) materiálů, také kvůli nim může dojít k nevratnému zhoršení užitečných vlastností, tedy izolace podléhá rychlému opotřebení.

Levný a všem dostupný izolační materiál. Vyrábí se z PVC, má různé rozměry jak na délku, tak na šířku. Barevná škála může být různá, lepidlo je odolné, přilnavost pevná a odolná proti oděru.

Pokud jde o průmyslový provoz spínačů, musí personál podniku pravidelně kontrolovat intenzitu opotřebení izolačních konstrukcí a včas provádět preventivní opatření ke kontrole jejich ochranných vlastností.

Odpovědné udržování vysoké úrovně izolačního odporu snižuje potenciální možnosti zemního nebo kostrového zkratu a snižuje riziko úrazu elektrickým proudem na nulu.

Hodnota odporu charakterizuje aktuální stav kvality izolace mezi dvěma vodivými prvky a udává riziko úniku proudu. Šetrný, nedestruktivní charakter této kontroly je užitečný při sledování opotřebení a stárnutí izolačních vrstev.

V malých, málo rozvětvených elektrických sítích je izolační odpor hlavním bezpečnostním faktorem. Kontrola základní izolace může být přejímací, provedená ihned po montáži nebo opravě, nebo periodická, prováděná během provozu zařízení nejméně jednou ročně.

Ve velmi vlhkých dílnách se kontrola provádí 2 až 4krát ročně v trvalém režimu. Měření se provádějí digitálním měřicím přístrojem pro kontrolu izolace – megohmmetrem.

Univerzální měřicí přístroj. Slouží nejen jako indikátor skutečného stavu izolačního odporu, ale také ke kontrole jeho elektrické pevnosti. S ním odborníci testují izolační vrstvy zařízení na průraz elektřiny.

Periodická kontrola izolačního odporu na instalovaných vypínačích se provádí na výrobních místech, kde je zařízení v průběhu času vystaveno negativním vlivům žíravých par chemických látek, vlhkosti, prachu a zvýšených teplot. Izolace vypínačů může být přitom narušena. Přístroje s poškozenou izolací jsou nebezpečné pro lidský život.

Oborová PUE (Pravidla pro zařízení elektrických instalací) přijatá v Rusku vyžadují pravidelné měření hodnot izolačního odporu, který je přítomen v napájecích sítích od 1 kV a výše.

Odpor dielektrických materiálů v síti osvětlovacích zařízení na úseku mezi dvěma sousedními pojistkami, mezi libovolným vodičem a zemí, a také mezi libovolnými dvěma vodiči musí být nejméně 0,5 MΩ.

Tento ukazatel není v praxi použitelný pro vzdušné vodiče vnějších elektrických zařízení, pro zařízení, která se nacházejí v extrémně vlhkých prostorách, protože odpor v nich není konstantní a závisí na hodnotách vlhkosti vzduchu.

Je třeba zvláště poznamenat, že pokud pro taková zařízení neexistují normy pro izolaci, musí vedení podniků tento faktor zohlednit a přijmout veškerá opatření pro bezpečný provoz zařízení a pečlivěji kontrolovat aktuální stav izolačních materiálů.

Pokud při práci používáte elektrické nářadí s dvojitou izolací, bude nutné jeho izolaci měsíčně testovat megohmmetrem. Pokud je nářadí vydáváno zaměstnancům v podniku, pak je třeba provést kontrolu na zkrat na kostru pomocí speciálního přístroje – multimetru.

Podle PUE by se mělo měření izolačního odporu provádět napětím nejméně 500 V a zkouška izolace vícežilových kabelů napětím 6–10 kV.

Určení celistvosti proudovodných žil kabelu, kontrolu megohmmetrem na jejich odpovídající fáze, musí provádět nejméně 2 osoby. Pravidla vyžadují, aby jeden z nich měl oprávnění nejméně IV. skupiny a druhý nejméně III. skupiny.

Důvody pro zřízení dodatečné ochrany

Dodatečná izolace se umísťuje do elektrických zařízení s provozním napětím do 1 kV. Jedná se o nezávislou izolaci, která bude namontována společně s hlavní izolací zařízení, aby v obtížných a nebezpečných provozních případech chránila vypínače při nepřímém dotyku s poškozujícími prvky.

Především plní funkci ochrany proti úrazu elektrickým proudem, pokud dojde k poškození hlavní vrstvy izolace. Praktickým příkladem doplňkové izolace jsou plastové kryty vypínačů, izolační průchodky, kambriky, plastové trubičky a další typy dielektrik.

Pro tento typ izolace se používají materiály, které se svými fyzikálními vlastnostmi liší od standardních forem dielektrik, jež tvoří hlavní izolaci elektrických spotřebičů.

Pro impregnaci sklolakové tkaniny se používají laky na olejové, polyesterové, polyester-epoxidové, silikon-organické bázi nebo s použitím fluoroplastu či pryže. Všechny vytvářejí na tkanině vynikající lakové dielektrické povrchy.

To se provádí s ohledem na to, že ani za těch nejnepříznivějších provozních podmínek nebo způsobů skladování elektrických zařízení by nebylo pravděpodobné současné poškození hlavní, pracovní a doplňkové izolace.

Výhoda dvojité izolace

Takové potenciální nebezpečí pro lidi, jako je úraz elektrickým proudem při nepřímém kontaktu s částmi zařízení, lze výrazně snížit instalací dvojité izolace.

Tyto pevné ochranné materiály se používají v elektrických zařízeních s napětím do 1 kV. Zde se uplatňují dva stupně ochrany – hlavní a doplňková. Dvojitou izolaci výrobci instalují do různých elektrických přístrojů: ručních svítidel, ručního elektrického nářadí, do oddělovacích transformátorů.

V provozu je mnoho typů vypínačů, které podle GOST musí mít dvojitou i zesílenou izolaci, konkrétní případ závisí na složitosti výrobní technologie.

Praktický význam dvojité izolace spočívá v tom, že kromě hlavní dielektrické vrstvy se na proudovodné části vypínačů umístí druhá izolační vrstva. Chrání člověka před dotykem kovových vodivých částí, které mohou být pod vysokým napětím.

Aby se tomu zabránilo, kovové kryty vysoce technologických elektrických zařízení se pokrývají vrstvou izolantu, rukojeti, tlačítka a ovládací panely se vyrábějí z dielektrik.

V domácích spotřebičích se izolují také tlačítka, vodiče a kovový kryt. Nevýhodou těchto povlaků je poměrně vysoká mechanická křehkost: existuje teoretická možnost zničení izolační vrstvy opakovanými mechanickými vlivy.

Kvůli tomu mohou kovové, nevodivé části elektrických zařízení být pod napětím. Proto je velmi důležité provádět měření fyzického stavu izolace příslušnými přístroji v souladu s elektrickým schématem.

Schéma elektrického obvodu uvedená pro měření svodového proudu v izolaci podle normy ČSN IEC 60335-1-2008 s ohledem na potřeby národního hospodářství Ruské federace

Je třeba poznamenat, že zničení druhé vrstvy izolace nemůže nijak ovlivnit základní provoz přístrojů a zpravidla se při kontrole neodhalí. Dvojitou izolaci má smysl používat pro ty druhy elektrických zařízení, která nebudou v domácím provozu vystavena mechanickým nárazům a tlaku na živé části.

Nejspolehlivější ochranu osob bude zajišťovat způsob dvojité izolace u zařízení, jejichž kryt je vyroben z nevodivého izolačního materiálu: slouží jako záruka proti nebezpečnému úrazu elektrickým proudem.

Nevodivý kryt přístrojů ochrání před proudem nejen při průrazu dielektrika uvnitř výrobku, ale také při náhodném kontaktu osoby s prvky pod napětím. V případě zničení krytu bude narušeno konstrukční uspořádání dílů a prvků a přístroj přestane fungovat.

Pokud je v něm ochrana, sepne automaticky a odpojí vadný výrobek od sítě. V kovovém krytu zařízení plní funkci dodatečné izolace speciální průchodky.

Skrz ně prochází síťový kabel do krytu a izolační podložky oddělují elektromotor zařízení od krytu. Výrobní štítek elektrotechnického přístroje s dvojitou izolací nese vyobrazení speciálního symbolu: čtverec nacházející se uvnitř jiného čtverce.

K čemu slouží zesílená izolace?

Ve výrobních podmínkách nastávají chvíle, kdy je použití dvojité izolace poměrně problematické kvůli konstrukčním zvláštnostem elektrických zařízení. Například u vypínačů, držáků kartáčů atd. Pak je nutné použít jiný druh ochrany – a to zesílenou izolaci.

Zesílená izolace se používá u elektrických zařízení s jmenovitým napětím do 1 kV. Je schopna zajistit takový stupeň ochrany před úrazem elektrickým proudem, který je rovnocenný vlastnostem dvojité izolace.

Podle požadavků normy GOST R 12.1.009-2009 SSBT může mít zesílená izolace několik vrstev dielektrika, z nichž každou nelze samostatně zkoušet na průraz zkratem, ale pouze v celém tvaru.

Shoda izolace s normativními požadavky na mezní hodnoty stanovené na základě provedení zkoušek. Postup provedení a mezní hodnoty jsou stanoveny normou ČSN IEC 60335-1-2008.

Přírodní a syntetická dielektrika

Izolační materiály, jinak řečeno dielektrika, se podle svého původu dělí na přírodní (slída, dřevo, latex) a syntetické:

• fóliové a páskové izolátory na bázi polymerů;
• Elektroizolační laky, emaily – roztoky filmotvorných látek, vyráběné na bázi organických rozpouštědel;
• Izolační kompaudny, v kapalném stavu tuhnoucí ihned po nanesení na vodivé prvky. Tyto látky neobsahují rozpouštědla, podle svého určení se dělí na impregnační (ošetření vinutí elektrospotřebičů) a zalévací směsi, kterými se zalévají kabelové spojky a dutiny přístrojů a elektroagregátů za účelem utěsnění;
• Listové a roleové izolační materiály, které se skládají z neimpregnovaných vláken jak organického, tak anorganického původu. Může to být papír, lepenka, fibra nebo tkanina. Vyrábějí se ze dřeva, přírodního hedvábí nebo bavlny;
• Lakované textilie s izolačními vlastnostmi – zvláštní plastické materiály na textilní bázi, impregnované elektroizolačním složením, které po ztuhnutí vytváří izolační film.

Syntetické dielektrika mají důležité pro spolehlivý provoz přístrojů elektrické a fyzikálně-chemické charakteristiky, dané konkrétní technologií jejich výroby.

Jsou široce používány v moderní elektrotechnice a elektronickém průmyslu pro uvedení na trh následujících druhů výrobků:

• Dielektrické obaly kabelových a vodičových výrobků;
• Rámy elektrotechnických výrobků, jako jsou indukční cívky, kryty, stojany, panely apod.;
• Prvky elektroinstalační armatury – rozvodné krabice, zásuvky, objímky, kabelové konektory, přepínače atd.

Dále se vyrábějí radioelektronické desky plošných spojů, včetně panelů používaných pro propojení vodičů.

Klasifikace izolačních materiálů

Elektrotechnická izolace v domácích spotřebičích se dělí na odpovídající třídy:

• 0;
• 0I;
• I;
• II;
• III.

Přístroje s třídou izolace «0» mají pracovní izolační vrstvu, ale bez použití prvků pro uzemnění. V jejich konstrukci není svorka pro připojení ochranného vodiče.

Přístroje s izolací třídy «0I» mají izolaci + prvek pro nulování, ale obsahují vodič pro připojení ke zdroji napájení, který nemá nulovací žílu.

Izolace má speciální označení. Uzemnění je uvedeno ve formě samostatné značky v místě připojení vodiče. Dělá se to pro vyrovnání potenciálů. Vodič žlutozelené barvy se připojuje ke kontaktům zásuvky, lustru atd.

Přístroje s izolací třídy «I» obsahují 3žilný šňůru a zástrčku se 3 kontakty. Elektroinstalační zařízení této kategorie podléhají instalaci s připojením k uzemnění.

Elektrospotřebiče s izolací třídy «II», tedy dvojitou nebo zesílenou, se často vyskytují v domácím provozu. Taková izolace spolehlivě ochrání uživatele před úrazem elektrickým proudem, pokud dojde k poškození základní izolace.

Výrobky vybavené pevnou dvojitou izolací jsou u silových zařízení označeny písmenem V, což znamená: „izolace v izolaci“. Spotřebiče obsahující tuto značku nesmíte nulovat ani uzemňovat.

Všechny moderní elektrické spotřebiče s izolací třídy III mohou pracovat v napájecích sítích, kde je jmenovité napětí nejvýše 42 V.

Absolutní bezpečnost při aktivaci elektrického zařízení poskytují bezkontaktní spínače, s jejichž konstrukčními zvláštnostmi, principem činnosti a druhy vás seznámí námi doporučovaný článek.

Závěry a užitečné video k tématu

Videoklip obsahuje instruktáž k použití oblíbené značky megaohmmetru:

Malá videorecenze izolačních materiálů a způsoby ochrany proudonosných částí elektroinstalačního příslušenství:

Zvláštní druhy izolace se používají při vybavení průmyslových spínačů, například vzduchového nebo olejového typu. V domácnosti se nepoužívají. Pokud jste se setkali s poruchou izolace spínačů na pracovišti, obraťte se na odborníky, kteří obsluhují elektrická zařízení.

Pište prosím komentáře do bloku umístěného níže. Sdílejte užitečné informace k tématu článku, které se hodí návštěvníkům webu. Pokládejte dotazy ke sporným a nejasným bodům, vkládejte fotografie.