Поняття «безпечна напруга» знайоме далеко не кожному. Незважаючи на те, що цей термін використовується у електротехніці вже давно, у навчальних закладах йому приділяють зовсім небагато уваги, а у повсякденному житті він згадується вкрай рідко. При цьому більшість людей чудово знають, що побутова електромережа становить потенційну небезпеку. Саме тому корисно розібратися, які значення напруги офіційно вважають безпечними для людини. У цій статті мова піде не стільки про правила захисту від ураження електричним струмом, скільки про саме поняття безпечної напруги, його особливості та сфери застосування.
У побутових електромережах України, як і більшості країн колишнього СРСР, а також багатьох європейських держав, стандартна напруга становить 220 В за частоти 50 Гц. Хоча у різних країнах світу параметри електропостачання можуть відрізнятись, припустимі значення напруги, безпечні для людини, практично однакові. При цьому слід враховувати, що конкретні нормативні документи різних країн можуть містити невеликі відмінності. Далі розглядатимуться норми, які діють в Україні та сусідніх країнах.
Що розуміють під безпечною напругою?
Вже під час перших серйозних досліджень електричного струму було встановлено, що його вплив на організм людини викликає мимовільне скорочення м'язів, а при збільшенні сили впливу може призвести до опіків та інших тяжких наслідків. Сьогодні безпечною прийнято вважати напругу до 42 В, хоча ще кілька десятиліть тому верхня межа становила 36 В. Зміну норм пояснюють відразу кількома причинами. По-перше, широкого поширення набули напівпровідникові джерела світла – наприклад, світлодіодні лампи, яким для роботи не потрібна мережна напруга 220 В. По-друге, фахівці пов'язують перегляд нормативів зі зміною середніх фізіологічних показників людини, зумовлених покращенням умов життя, харчуванням та збільшенням середньої маси тіла.
Напруга до 42 В допускається для живлення стаціонарного та переносного електрообладнання, що використовується як усередині приміщень, так і на відкритому повітрі. Якщо ж обладнання працює в умовах підвищеної небезпеки, наприклад, усередині металевих резервуарів, котлів або захисних кожухів, безпечною вважається лише напруга не вище 12 В.
Слід пам'ятати, що ступінь небезпеки при ураженні електричним струмом визначається насамперед його силою, а чи не напругою. Проте сила струму залежить не тільки від джерела живлення, але й від опору навантаження, тому вона є постійною величиною. Безпечним вважається такий струм, за якого людина здатна самостійно припинити контакт зі струмопровідними частинами без значних зусиль. У цьому істотне значення має не лише величина струму, але й тривалість його впливу.
Для порівняння можна навести нормативні значення напруги дотику. У мережах змінного струму промислової частоти 50 Гц безпечною вважається напруга близько 2 В за сили струму до 0,3 мА. Ці показники близькі до природних електричних процесів, які відбуваються у організмі людини. Для постійного струму припустима напруга дотику збільшується до 8 В, а безпечна сила струму становить приблизно 1 мА. Саме тому постійний струм при напрузі до 500 В вважається менш небезпечним, ніж змінний. Однак при значно вищих напругах ситуація змінюється, і постійний струм стає небезпечнішим, що пов'язано із особливостями передачі електроенергії на великі відстані.
Де застосовується безпечна напруга у побуті?
На практиці безпечну напругу отримують шляхом зниження стандартних 220 до 24 В або 12 В. Для цього використовуються різні пристрої перетворення живлення. У світлодіодних стрічках таке завдання виконують блоки живлення, у LED-лампах – драйвери, а у побутовій техніці, електронних приладах та зарядних пристроях – компактні знижувальні перетворювачі. Незалежно від конструкції, їхнє призначення є однаковим: зменшити напругу до рівня, який забезпечує безпечну експлуатацію обладнання без погіршення його робочих характеристик.
Однак одне лише зниження напруги не гарантує повної безпеки. Будь-яка низьковольтна мережа є частиною загальної системи електропостачання, оскільки живлення усе одно надходить від стандартної мережі 220 В через понижувальний трансформатор або інший перетворювач. Саме тому вторинна обмотка такого обладнання має бути правильно занулена та підключена до системи захисного заземлення будівлі. З іншого боку, при визначенні безпечних параметрів обов'язково враховуються умови довкілля. Якщо роботи проводяться за температури повітря вище +25 °С та відносній вологості більше 75 %, припустимі значення напруги та струму рекомендується зменшувати приблизно втричі.
У останні роки низьковольтні системи стають дедалі більш поширеними. Їх використовують не тільки через підвищення рівня електробезпеки, але й завдяки економічності сучасного обладнання. Такі мережі можна зустріти у житлових квартирах, особливо якщо у сім'ї є маленькі діти, у школах, дитячих садках, медичних закладах, магазинах, ресторанах та інших громадських будівлях. У багатьох випадках застосування безпечної напруги прямо рекомендується діючими нормами та галузевими вимогами.
До найпоширеніших областей використання низьковольтного живлення належать такі.
1. Підвісні світильники та люстри, розташовані нижче 2,5 м від підлоги, особливо у приміщеннях з підвищеною вологістю або іншими несприятливими умовами. Низька напруга зменшує ймовірність ураження електричним струмом та знижує ризик виникнення пожежі.
2. Декоративне підсвічування з використанням світлодіодних модулів, ЛЕД-стрічок, LED-лінійок та інших напівпровідникових джерел світла. Таке рішення дозволяє зменшити навантаження на електромережу та підвищити енергоефективність освітлення.
3. Системи аварійного та резервного освітлення у офісних, торгових та виставкових приміщеннях. Завдяки низькій напрузі знижується пожежонебезпека та зменшуються вимоги до резервних джерел живлення.
4. Слабкострумові інженерні системи: сигналізація, домофони, датчики та реле, елементи комплексів «Розумний дім», електрозамки, автоматичні ворота, а також приводи запірної арматури на газових та водопровідних магістралях.
5. Приватні майстерні, невеликі виробничі приміщення та інші об'єкти, де необхідно підвищити безпеку обслуговуючого персоналу під час експлуатації електрообладнання.
6. Переносний та стаціонарний електроінструмент невеликої та середньої потужності, що використовується у гаражах, майстернях та інших місцях з підвищеною ймовірністю ураження електричним струмом.
7. Промисловий електроінструмент, що застосовується у особливо небезпечних умовах експлуатації, де додатково використовуються діелектричні рукавички, килимки, взуття та інші засоби індивідуального захисту.
8. Ландшафтне освітлення парків, садових ділянок, котеджів та прибудинкових територій. Використання низької напруги суттєво знижує ймовірність витоку струму, появи крокової напруги та ураження людини при контакті з металевими опорами освітлювальних приладів.
Проектування низьковольтних електричних мереж
При створенні низьковольтної електромережі однією з головних вимог є повне відокремлення від стандартної мережі 220 В. Незважаючи на те, що обидві системи можуть прокладатися всередині однієї будівлі та використовувати схожі способи монтажу, вони не повинні мати загальних ділянок проводки. Кабелі та дроти допускається розміщувати у стінах, перегородках, перекриттях, розподільчих коробках та інших елементах будівельних конструкцій, проте необхідно виключити можливість випадкового підключення обладнання, розрахованого на напругу 12–42 В, до побутової мережі. У протилежному випадку сама проводка, як правило, не постраждає, а от підключені пристрої практично миттєво вийдуть з ладу.
Особлива увага приділяється організації живлення переносних світильників. Підключати їх безпосередньо до понижувального трансформатора не рекомендується. Між джерелом живлення та споживачем повинні встановлюватися захисні електронні модулі, що виконують функції стабілізації та додаткового захисту. Для стаціонарних освітлювальних приладів, наприклад, вбудовуваних точкових світильників, зазвичай достатньо якісного заводського блоку живлення, який розрахований на відповідну потужність та має необхідний захист від зовнішніх впливів та перегріву.
У приміщеннях технічного призначення, де зовнішній вигляд обладнання має другорядне значення, часто встановлюють спеціальні шафи або бокси з понижувальними трансформаторами. Подібні рішення можна зустріти у гаражах, майстернях, підвалах, господарських спорудах, побутівках, сторожках та інших подібних об'єктах. Усередині металевого корпусу зазвичай розміщуються сам трансформатор, різні пристрої захисної автоматики, розетка для підключення обладнання, а також клеми або шини для підключення низьковольтних ліній.
Як правило, потужність подібних вузлів не перевищує 250 Вт, що цілком достатньо для живлення переносного інструменту або локальної системи освітлення. Деякі моделі додатково оснащуються вбудованим підсвічуванням або компактним світильником, що дозволяє заощаджувати місце та полегшувати обслуговування обладнання. Оскільки всередину такої шафи усе одно підводиться напруга 220 В, її металевий корпус обов'язково має бути підключений до системи захисного заземлення.
Незважаючи на те, що напруга до 42 В вважається безпечною для людини, це не означає, що низьковольтні мережі не потребують повноцінного захисту. Кабелі необхідно прокладати таким чином, щоб унеможливити пошкодження ізоляції, вплив вологи, механічні навантаження та інші фактори, здатні порушити їхню працездатність. Тільки справна ізоляція гарантує збереження усіх переваг низьковольтної системи.
Крім того, фахівці рекомендують за можливості не розташовувати лінії безпечної напруги поруч із силовими кабелями на 220 В або 380 В. Також небажано вести їх паралельно до телефонних ліній, інтернет-кабелів, систем відеоспостереження та домофонів. Такий поділ знижує ймовірність виникнення електромагнітних перешкод, полегшує обслуговування комунікацій та додатково підвищує надійність усієї інженерної системи.
Використання безпечної напруги залишається одним із найбільш ефективних способів підвищення рівня електробезпеки у житлових, громадських та виробничих будівлях. При грамотному проектуванні, правильному підборі обладнання та дотриманні діючих норм низьковольтні мережі дозволяють значно зменшити ризик ураження електричним струмом, підвищити надійність роботи підключених пристроїв та створити безпечніші умови експлуатації електротехнічних систем.
Написати коментар