Isolamento degli interruttori: requisiti per l'isolamento degli apparecchi domestici e industriali

Il funzionamento sicuro di tutti i tipi di apparecchiature elettriche dipende direttamente dalle condizioni effettive dei materiali isolanti incorporati nella progettazione delle parti sotto tensione di ciascun prodotto di installazione.Se l'isolamento degli interruttori è rotto, potrebbe verificarsi un'interruzione di corrente, un incendio o addirittura un incidente.

Ti diremo tutto sui tipi di isolamento che garantiscono la completa sicurezza nell'utilizzo dei dispositivi di commutazione. L'articolo che abbiamo proposto descrive in dettaglio le opzioni naturali e sintetiche, convenzionali e potenziate. Vengono fornite le caratteristiche dell'etichettatura e vengono forniti consigli agli acquirenti.

Protezione dell'isolamento delle apparecchiature elettriche

I materiali isolanti proteggono le persone e gli animali circostanti dalle scosse elettriche. C'è solo una condizione: è necessario scegliere il giusto dielettrico consumabile, la sua forma, spessore, parametri di tensione operativa (può essere diverso, così come il design del dispositivo).

Inoltre, la produzione o le condizioni operative domestiche di un dispositivo elettrico complesso possono avere un impatto significativo sulla qualità degli isolanti. La qualità dell'isolamento, lo spessore e il grado di resistenza elettrica devono corrispondere agli effettivi influssi ambientali e alle condizioni operative standard.

Per verificare le proprietà di isolamento, viene applicata una tensione di prova attraverso il cavo e quindi, utilizzando un multimetro o un tester, viene misurata la resistenza di isolamento del dispositivo elettrico.

Le informazioni su come controllare la tensione in una presa elettrica sono contenute in prossimo articolo, con cui ti consigliamo di familiarizzare.

La composizione dell'isolamento elettrico può comprendere sia uno strato dielettrico di un certo spessore sia una forma strutturale (alloggiamento) in materiale dielettrico. Il dielettrico copre l'intera superficie degli elementi che trasportano corrente dell'apparecchiatura o solo quegli elementi che trasportano corrente isolati da altre parti della struttura.

Tipologie di materiali isolanti

I produttori che producono moderni interruttori elettrici, utilizzati in edifici residenziali, uffici e industriali, distinguono i seguenti tipi di isolamento elettrico: funzionante (principale), aggiuntivo, doppio, rinforzato.

Isolamento (di base) funzionante

Questa, nella sua essenza, è la principale protezione degli impianti elettrici, che garantisce il loro funzionamento normale e stabile, senza cortocircuiti e protegge i consumatori dal contatto diretto con le parti sotto tensione.

L'isolamento funzionante, secondo gli standard, deve coprire l'intera superficie di fili, cavi e altri elementi attraverso i quali passa la corrente elettrica. Ad esempio, i cavi elettrici sono sempre ricoperti di isolamento.

I tubi cambrici di cloruro di polivinile sono utilizzati come metodo economico e rapido per isolare parti sotto tensione di cavi adatti per apparecchi elettrici

Deve garantire la resistenza contro tutte le potenziali influenze esterne che possono verificarsi durante il funzionamento degli interruttori elettrici in caso di esposizione sincrona a campi di forza, riscaldamento termico, attrito meccanico e manifestazioni ambientali aggressive.

I fattori elencati influenzano negativamente le caratteristiche elettriche dei materiali dielettrici (isolanti), possono anche portare a un deterioramento irreversibile delle qualità utili, ovvero l'isolamento sarà soggetto a rapida usura.

Materiale isolante economico e accessibile a tutti. Realizzato in PVC, è disponibile in diverse misure sia in lunghezza che in larghezza. La combinazione di colori può essere diversa, la composizione adesiva è durevole, l'adesione è forte e resistente all'abrasione

Se parliamo del funzionamento industriale degli interruttori, il personale aziendale deve verificare periodicamente il tasso di usura delle strutture isolanti e attuare tempestivamente misure preventive per monitorarne le proprietà protettive.

Il mantenimento responsabile di un livello elevato di resistenza di isolamento riduce potenziali guasti a terra, guasti al telaio e scosse elettriche.

L'indicatore di resistenza caratterizza lo stato attuale della qualità dell'isolamento tra 2 elementi conduttori e fornisce un'indicazione del rischio di dispersione di corrente. La natura delicata e non distruttiva di tale controllo è utile per monitorare l'usura e l'invecchiamento degli strati isolanti

Nelle reti elettriche piccole e scarsamente ramificate, la resistenza di isolamento è un importante fattore di sicurezza. L'ispezione dell'isolamento principale può essere un test di accettazione, effettuato immediatamente dopo i lavori di installazione o riparazione, oppure periodico, effettuato durante il funzionamento dell'apparecchiatura almeno una volta all'anno.

Nelle officine molto umide, il controllo viene effettuato da 2 a 4 volte l'anno in modo continuo. Le misurazioni vengono eseguite utilizzando un dispositivo di misurazione digitale per il controllo dell'isolamento: un megaohmmetro.

Dispositivo di misurazione, universale. Progettato non solo come determinante dello stato attuale della resistenza di isolamento, ma anche per testarne la resistenza elettrica. Con esso, gli specialisti testano gli strati isolanti delle apparecchiature per guasti elettrici

Il monitoraggio periodico della resistenza di isolamento sugli interruttori installati viene effettuato nei siti di produzione, dove le apparecchiature nel tempo sono esposte agli effetti negativi di vapori chimici caustici, umidità, polvere e temperature elevate. In questo caso l'isolamento degli interruttori potrebbe danneggiarsi. I dispositivi con isolamento danneggiato sono pericolosi per la vita umana.

Le PUE (norme di installazione elettrica) adottate in Russia richiedono misurazioni regolari della resistenza di isolamento, presente nelle reti di alimentazione da 1 kV e oltre.

La resistenza dei materiali dielettrici nella rete di impianti di illuminazione nell'area tra 2 fusibili adiacenti, tra qualsiasi filo e terra, nonché tra due fili qualsiasi non deve essere ＜ 0,5 MOhm.

In pratica questo indicatore non è applicabile ai cavi aerei di dispositivi elettrici esterni, alle installazioni che si trovano in ambienti estremamente umidi, poiché la resistenza al loro interno non è costante e dipende dall'umidità dell'aria.

Va notato in particolare che se non esistono standard di isolamento per tali installazioni, la direzione aziendale deve tenere conto di questo fattore e adottare tutte le misure per il funzionamento sicuro dei dispositivi e monitorare più da vicino le condizioni attuali dei materiali isolanti.

Se utilizzi un elettroutensile a doppio isolamento, dovrai testarne l'isolamento mensilmente con un megaohmmetro. Se lo strumento viene rilasciato ai dipendenti dell'azienda, la verifica dell'assenza di cortocircuito nell'alloggiamento deve essere effettuata con un dispositivo speciale: un multimetro

Secondo il PUE, la misurazione della resistenza dell'isolamento elettrico dovrebbe essere effettuata con una tensione di almeno 500 V e il test dell'isolamento dei cavi multipolari con una tensione di 6-10 kV.

La determinazione dell'integrità dei conduttori dei cavi che trasportano corrente e il controllo della conformità di fase con un megger devono essere eseguiti da almeno 2 persone. Le regole richiedono che uno di essi debba avere un'autorizzazione non inferiore al gruppo IV e il secondo: non inferiore al gruppo III.

Ragioni per dispositivi di protezione aggiuntivi

Un isolamento aggiuntivo viene inserito negli impianti elettrici con una tensione operativa fino a 1 kV. Si tratta di un isolamento indipendente, che verrà montato insieme all'isolamento principale dell'apparecchiatura per proteggere gli interruttori in casi di funzionamento difficili e pericolosi in caso di contatto indiretto con elementi dannosi.

Principalmente svolge la funzione di contrastare le scosse elettriche nel caso in cui lo strato isolante principale sia danneggiato. Un esempio pratico di isolamento aggiuntivo è l'alloggiamento degli interruttori in plastica, le boccole isolanti, gli involucri, i tubi di plastica e altri tipi di dielettrici.

Per questo tipo di isolamento vengono utilizzati materiali che differiscono nelle loro proprietà fisiche dalle forme standard di dielettrici, che sono l'isolamento principale degli apparecchi elettrici.

Per impregnare il tessuto in fibra di vetro, le vernici vengono utilizzate su base oleosa, poliestere, poliestere-epossidica, silicio-organica o utilizzando fluoroplastica o gomma. Tutti creano perfettamente vernici, superfici dielettriche su tessuto

Ciò viene fatto tenendo conto del fatto che anche nelle condizioni operative o nei metodi di conservazione delle apparecchiature elettriche più sfavorevoli è improbabile che l'isolamento principale, di lavoro e aggiuntivo vengano danneggiati contemporaneamente.

Vantaggio del doppio isolamento

Il pericolo potenziale per le persone, come la scossa elettrica durante il contatto indiretto con gli elementi dell'apparecchiatura, può essere notevolmente ridotto installando un doppio isolamento.

Questi materiali protettivi durevoli vengono utilizzati nei dispositivi elettrici in cui sono presenti tensioni fino a 1 kV. Ci sono 2 gradi di protezione qui: base e aggiuntivi. I produttori installano il doppio isolamento in vari dispositivi elettrici: lampade portatili, utensili elettrici portatili e trasformatori di isolamento.

Esistono molti tipi di interruttori in uso nella produzione, che, secondo GOST, devono avere sia isolamento doppio che rinforzato; il caso specifico dipende dalla complessità della tecnologia di produzione

Il significato pratico del doppio isolamento sta nel fatto che oltre allo strato dielettrico principale. posizionare il secondo strato isolante sulle parti che portano corrente degli interruttori. Protegge una persona dal contatto con il metallo che conduce corrente, che potrebbe essere ad alta tensione.

Per evitare ciò, gli alloggiamenti metallici delle apparecchiature elettriche ad alta tecnologia sono ricoperti da uno strato di isolante; maniglie, pulsanti e pannelli di controllo sono realizzati sulla base di dielettrici.

Negli elettrodomestici sono isolati anche i pulsanti, i fili e il guscio della custodia in metallo. Lo svantaggio di questo tipo di rivestimento è la sua fragilità meccanica relativamente elevata: esiste teoricamente la possibilità di distruzione dello strato isolante a causa di ripetuti impatti meccanici.

Per questo motivo le parti metalliche dei dispositivi elettrici che non conducono corrente possono diventare sotto tensione. Pertanto è molto importante misurare lo stato fisico dell'isolamento con strumenti adeguati, secondo lo schema elettrico.

Schema schematico di un circuito elettrico mostrato per misurare la dispersione di corrente nell'isolamento, in conformità con GOST IEC 60335-1-2008, tenendo conto delle esigenze dell'economia nazionale della Federazione Russa

Va notato che la distruzione del secondo strato di isolamento non può in alcun modo influenzare il funzionamento principale dei dispositivi e, di norma, non viene rilevata al momento del test. È opportuno utilizzare il doppio isolamento per quei tipi di apparecchiature elettriche che nell'uso domestico non saranno soggette a shock meccanici e pressione sulle parti sotto tensione.

La protezione più affidabile per le persone sarà fornita dal doppio isolamento sulle apparecchiature il cui involucro è realizzato in materiale isolante non conduttivo: serve da garanzia contro pericolose scosse elettriche.

L'alloggiamento non conduttivo dei dispositivi proteggerà dalla corrente non solo in caso di guasti dielettrici all'interno del prodotto, ma in caso di contatto umano accidentale con elementi che trasportano corrente. Se l'alloggiamento viene distrutto, la disposizione strutturale delle parti e degli elementi verrà interrotta e il dispositivo smetterà di funzionare.

Se dispone di protezione, funzionerà automaticamente e disconnetterà il prodotto difettoso dalla rete. Nell'involucro metallico dei dispositivi, speciali boccole svolgono la funzione di isolamento aggiuntivo.

Attraverso di essi, il cavo di rete passa nell'alloggiamento e le guarnizioni isolanti separano il motore elettrico dell'apparecchiatura dall'alloggiamento. La targhetta di un apparecchio elettrico a doppio isolamento riporta l'immagine di un simbolo speciale: un quadrato situato all'interno di un altro quadrato.

Perché è necessario un isolamento rinforzato?

Nelle condizioni di produzione, ci sono momenti in cui il doppio isolamento è piuttosto problematico da utilizzare a causa delle caratteristiche di progettazione dei dispositivi elettrici.Ad esempio, negli interruttori, nei portaspazzole, ecc. Quindi è necessario utilizzare un altro tipo di protezione: l'isolamento rinforzato.

L'isolamento rinforzato è installato su impianti elettrici con una tensione nominale fino a 1 kV. È in grado di fornire un grado di protezione contro le scosse elettriche equivalente alle proprietà del doppio isolamento.

Secondo i requisiti di GOST R 12.1.009-2009 SSBT, l'isolamento rinforzato può avere diversi strati di dielettrico, ciascuno dei quali non può essere testato separatamente per la rottura da cortocircuito, ma solo nella sua forma intera.

Conformità dell'isolamento ai requisiti normativi secondo i valori limite stabiliti a seguito dei test. La procedura e i valori limite sono regolati da GOST IEC 60335-1-2008

Dielettrici naturali e sintetici

I materiali isolanti, altrimenti detti dielettrici, si dividono in base alla loro provenienza in naturali (mica, legno, lattice) e sintetici:

• isolanti in pellicole e nastri a base di polimeri;
• vernici, smalti isolanti elettrici - soluzioni di sostanze filmogene realizzate sulla base di solventi organici;
• composti isolanti che induriscono allo stato liquido immediatamente dopo l'applicazione su elementi conduttori. Queste sostanze non contengono solventi, a seconda del loro scopo si dividono in impregnanti (lavorazione degli avvolgimenti di apparecchi elettrici) e composti impregnanti, che vengono utilizzati per riempire giunti di cavi e cavità di dispositivi e unità elettriche a scopo di sigillatura;
• materiali isolanti in fogli e rotoli, costituiti da fibre non impregnate di origine sia organica che inorganica. Può essere carta, cartone, fibra o tessuto. Sono realizzati in legno, seta naturale o cotone;
• I tessuti laccati con proprietà isolanti sono materiali plastici speciali a base di tessuto, impregnati con una composizione isolante elettrica che, dopo l'indurimento, forma una pellicola isolante.

I dielettrici sintetici hanno caratteristiche elettriche e fisico-chimiche importanti per il funzionamento affidabile dei dispositivi, determinate dalla tecnologia specifica della loro produzione.

Sono ampiamente utilizzati nelle moderne industrie di ingegneria elettrica ed elettronica per commercializzare i seguenti tipi di prodotti:

• gusci dielettrici di cavi e prodotti conduttori;
• telai di prodotti elettrici, quali induttori, alloggiamenti, rack, pannelli, ecc.;
• elementi di raccordi per impianti elettrici: scatole di distribuzione, prese, prese, connettori per cavi, interruttori, ecc.

Vengono prodotti anche circuiti stampati elettronici, compresi i pannelli utilizzati per il cablaggio dei conduttori.

Classificazione dei materiali isolanti

L'isolamento elettrico negli elettrodomestici è suddiviso in classi corrispondenti:

• 0;
• 0Io;
• IO;
• II;
• III.

I dispositivi con classe di isolamento “0” hanno uno strato isolante funzionante, ma senza l'uso di elementi di messa a terra. Nel loro design non è presente un morsetto per il collegamento del conduttore di protezione.

I dispositivi con isolamento di classe “0I” hanno isolamento + elemento di terra, ma contengono un filo per il collegamento a una fonte di alimentazione che non dispone di conduttore di terra.

L'isolamento ha una marcatura speciale. La messa a terra è indicata come simbolo separato nel punto di collegamento del conduttore. Questo viene fatto per equalizzare i potenziali. Il conduttore giallo-verde è collegato ai contatti di una presa, lampadario, ecc.

Gli apparecchi con isolamento di Classe I contengono un cavo a 3 fili e una spina a 3 poli. I dispositivi di installazione elettrica di questa categoria sono soggetti a installazione con collegamento a terra.

Nell'uso domestico si trovano spesso apparecchi elettrici con isolamento di classe “II”, cioè doppio o rinforzato. Tale isolamento proteggerà in modo affidabile i consumatori dalle scosse elettriche se l'isolamento principale del dispositivo è danneggiato.

I prodotti dotati di doppio isolamento durevole sono contrassegnati nelle apparecchiature elettriche con il segno B, che significa: "isolamento nell'isolamento". I dispositivi contenenti tale segnale non devono essere neutralizzati o messi a terra.

Tutti i moderni dispositivi elettrici con isolamento di classe III possono funzionare in reti di alimentazione con una tensione nominale non superiore a 42 V.

La sicurezza assoluta durante l'attivazione delle apparecchiature elettriche è fornita da interruttori di prossimità, l'articolo che consigliamo ti introdurrà alle caratteristiche del dispositivo, ai principi di funzionamento e alle tipologie.

Conclusioni e video utile sull'argomento

Il video contiene istruzioni su come utilizzare una marca popolare di megaohmmetro:

Una breve rassegna video dei materiali isolanti e dei metodi di protezione delle parti che trasportano corrente degli accessori dell'installazione elettrica:

Tipi speciali di isolamento vengono utilizzati quando si equipaggiano interruttori industriali, ad esempio del tipo ad aria o ad olio. Non vengono utilizzati nella vita di tutti i giorni. Se hai riscontrato un malfunzionamento dell'isolamento degli interruttori in produzione, dovresti contattare gli specialisti che si occupano di impianti elettrici.

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