Понятие «безопасное напряжение» знакомо далеко не каждому. Несмотря на то, что этот термин используется в электротехнике уже давно, в учебных заведениях ему уделяют совсем немного внимания, а в повседневной жизни он упоминается крайне редко. При этом большинство людей прекрасно знают, что бытовая электросеть представляет потенциальную опасность. Именно поэтому полезно разобраться, какие значения напряжения официально считаются безопасными для человека. В этой статье речь пойдёт не столько о правилах защиты от поражения электрическим током, сколько о самом понятии безопасного напряжения, его особенностях и областях применения.
В бытовых электросетях Украины, как и большинства стран бывшего СССР, а также многих европейских государств, стандартное напряжение составляет 220 В при частоте 50 Гц. Хотя в разных странах мира параметры электроснабжения могут отличаться, допустимые значения напряжения, безопасные для человека, практически одинаковы. При этом следует учитывать, что конкретные нормативные документы различных государств могут содержать небольшие различия. Далее будут рассматриваться нормы, действующие в Украине и соседних странах.
1
Что понимают под безопасным напряжением?
Уже во время первых серьёзных исследований электрического тока было установлено, что его воздействие на организм человека вызывает непроизвольное сокращение мышц, а при увеличении силы воздействия способно привести к ожогам и другим тяжёлым последствиям. Сегодня безопасным принято считать напряжение до 42 В включительно, хотя ещё несколько десятилетий назад верхняя граница составляла 36 В. Изменение норм объясняют сразу несколькими причинами. Во-первых, широкое распространение получили полупроводниковые источники света – например, светодиодные лампы, которым для работы не требуется сетевое напряжение 220 В. Во-вторых, специалисты связывают пересмотр нормативов с изменением средних физиологических показателей человека, обусловленных улучшением условий жизни, питания и увеличением средней массы тела.
Напряжение до 42 В допускается для питания стационарного и переносного электрооборудования, используемого как внутри помещений, так и на открытом воздухе. Если же оборудование работает в условиях повышенной опасности, например, внутри металлических резервуаров, котлов или защитных кожухов, безопасным считается только напряжение не выше 12 В.
Следует помнить, что степень опасности при поражении электрическим током определяется прежде всего его силой, а не напряжением. Однако сила тока зависит не только от источника питания, но и от сопротивления нагрузки, поэтому она не является постоянной величиной. Безопасным считается такой ток, при котором человек способен самостоятельно прекратить контакт с токоведущими частями без значительных усилий. При этом существенное значение имеет не только величина тока, но и продолжительность его воздействия.
Для сравнения можно привести нормативные значения напряжения прикосновения. В сетях переменного тока промышленной частоты 50 Гц безопасным считается напряжение около 2 В при силе тока до 0,3 мА. Эти показатели близки к естественным электрическим процессам, происходящим в организме человека. Для постоянного тока допустимое напряжение прикосновения увеличивается до 8 В, а безопасная сила тока составляет примерно 1 мА. Именно поэтому постоянный ток при напряжении до 500 В считается менее опасным, чем переменный. Однако при значительно более высоких напряжениях ситуация меняется, и постоянный ток становится опаснее, что связано с особенностями передачи электроэнергии на большие расстояния.
Где применяется безопасное напряжение в быту?
На практике безопасное напряжение получают путём понижения стандартных 220 В до 24 В или 12 В. Для этого используются различные устройства преобразования питания. В светодиодных лентах такую задачу выполняют блоки питания, в LED-лампах – драйверы, а в бытовой технике, электронных приборах и зарядных устройствах – компактные понижающие преобразователи. Независимо от конструкции их назначение одинаково: уменьшить напряжение до уровня, который обеспечивает безопасную эксплуатацию оборудования без ухудшения его рабочих характеристик.
Однако одно лишь снижение напряжения не гарантирует полной безопасности. Любая низковольтная сеть представляет собой часть общей системы электроснабжения, поскольку питание всё равно поступает от стандартной сети 220 В через понижающий трансформатор или другой преобразователь. Именно поэтому вторичная обмотка такого оборудования должна быть правильно занулена и подключена к системе защитного заземления здания. Кроме того, при определении безопасных параметров обязательно учитываются условия окружающей среды. Если работы проводятся при температуре воздуха выше +25 °С и относительной влажности более 75 %, допустимые значения напряжения и тока рекомендуется уменьшать примерно в три раза.
В последние годы низковольтные системы становятся всё более распространёнными. Их используют не только из-за повышения уровня электробезопасности, но и благодаря экономичности современного оборудования. Такие сети можно встретить в жилых квартирах, особенно если в семье есть маленькие дети, в школах, детских садах, медицинских учреждениях, магазинах, ресторанах и других общественных зданиях. Во многих случаях применение безопасного напряжения прямо рекомендуется действующими нормами и отраслевыми требованиями.
К наиболее распространённым областям использования низковольтного питания относятся следующие.
1. Подвесные светильники и люстры, расположенные ниже 2,5 м от пола, особенно в помещениях с повышенной влажностью или другими неблагоприятными условиями. Низкое напряжение уменьшает вероятность поражения электрическим током и снижает риск возникновения пожара.
2. Декоративная подсветка с использованием светодиодных модулей, ЛЕД-лент, LED-линеек и других полупроводниковых источников света. Такое решение позволяет уменьшить нагрузку на электросеть и повысить энергоэффективность освещения.
3. Системы аварийного и резервного освещения в офисных, торговых и выставочных помещениях. Благодаря низкому напряжению снижается пожароопасность и уменьшаются требования к резервным источникам питания.
4. Слаботочные инженерные системы: сигнализация, домофоны, датчики и реле, элементы комплексов «Умный дом», электрозамки, автоматические ворота, а также приводы запорной арматуры на газовых и водопроводных магистралях.
5. Частные мастерские, небольшие производственные помещения и другие объекты, где необходимо повысить безопасность обслуживающего персонала при эксплуатации электрооборудования.
6. Переносной и стационарный электроинструмент небольшой и средней мощности, используемый в гаражах, мастерских и других местах с повышенной вероятностью поражения электрическим током.
7. Промышленный электроинструмент, применяемый в особо опасных условиях эксплуатации, где дополнительно используются диэлектрические перчатки, коврики, обувь и другие средства индивидуальной защиты.
8. Ландшафтное освещение парков, садовых участков, коттеджей и придомовых территорий. Использование низкого напряжения существенно снижает вероятность утечки тока, появления шагового напряжения и поражения человека при контакте с металлическими опорами осветительных приборов.
Проектирование низковольтных электрических сетей
При создании низковольтной электросети одним из главных требований является её полное отделение от стандартной сети 220 В. Несмотря на то, что обе системы могут прокладываться внутри одного здания и использовать схожие способы монтажа, они не должны иметь общих участков проводки. Кабели и провода допускается размещать в стенах, перегородках, перекрытиях, распределительных коробках и других элементах строительных конструкций, однако необходимо исключить возможность случайного подключения оборудования, рассчитанного на напряжение 12–42 В, к бытовой сети. В противном случае сама проводка, как правило, не пострадает, а вот подключённые устройства практически мгновенно выйдут из строя.
Особое внимание уделяется организации питания переносных светильников. Подключать их непосредственно к понижающему трансформатору не рекомендуется. Между источником питания и потребителем должны устанавливаться защитные электронные модули, выполняющие функции стабилизации и дополнительной защиты. Для стационарных осветительных приборов, например, встроенных точечных светильников, обычно достаточно качественного заводского блока питания, рассчитанного на соответствующую мощность и имеющего необходимую защиту от внешних воздействий и перегрева.
В помещениях технического назначения, где внешний вид оборудования имеет второстепенное значение, часто устанавливают специальные шкафы или боксы с понижающими трансформаторами. Подобные решения можно встретить в гаражах, мастерских, подвалах, хозяйственных постройках, бытовках, сторожках и других подобных объектах. Внутри металлического корпуса обычно располагаются сам трансформатор, различные устройства защитной автоматики, розетка для подключения оборудования, а также клеммы или шины для подключения низковольтных линий.
Как правило, мощность подобных узлов не превышает 250 Вт, чего вполне достаточно для питания переносного инструмента или локальной системы освещения. Некоторые модели дополнительно оснащаются встроенной подсветкой или компактным светильником, позволяющим экономить место и облегчать обслуживание оборудования. Поскольку внутрь такого шкафа всё равно подводится напряжение 220 В, его металлический корпус в обязательном порядке должен быть подключён к системе защитного заземления.
Несмотря на то, что напряжение до 42 В считается безопасным для человека, это не означает, что низковольтные сети не нуждаются в полноценной защите. Кабели необходимо прокладывать таким образом, чтобы исключить повреждение изоляции, воздействие влаги, механические нагрузки и другие факторы, способные нарушить их работоспособность. Только исправная изоляция гарантирует сохранение всех преимуществ низковольтной системы.
Кроме того, специалисты рекомендуют по возможности не располагать линии безопасного напряжения рядом с силовыми кабелями на 220 В или 380 В. Также нежелательно вести их параллельно телефонным линиям, интернет-кабелям, системам видеонаблюдения и домофонам. Такое разделение снижает вероятность возникновения электромагнитных помех, облегчает обслуживание коммуникаций и дополнительно повышает надёжность всей инженерной системы.
Использование безопасного напряжения остаётся одним из наиболее эффективных способов повышения уровня электробезопасности в жилых, общественных и производственных зданиях. При грамотном проектировании, правильном подборе оборудования и соблюдении действующих норм низковольтные сети позволяют значительно уменьшить риск поражения электрическим током, повысить надёжность работы подключённых устройств и создать более безопасные условия эксплуатации электротехнических систем.
Написать комментарий