Электрика в бане

Эта статья посвящается электробезопасности в помещениях с высокой температурой воздуха, а также с высокой влажностью и  конденсатом, т.е. в банях, саунах, душевых, бассейнах и т.д. Нижеизложенный материал не является пособием по электромонтажу и соблюдениям всяческих норм пожарной и электробезопасности, которые требует государственная инспекция (как бы Вы ни старались сделать все по нормам, все равно докопаются). Скорее, статья является небольшим сводом правил, которые помогут Вам сохранить свое здоровье и, возможно, жизнь.

Основные понятия

Итак, давайте для начала разберемся, что же представляет собой электричество и какую оно представляет опасность. Обратимся к школьному курсу физики и определим для себя несколько параметров, связанных с этим понятием. Выделим четыре основных величины, характеризующих электричество:

1.       Напряжение (Вольт), обозначается “U”

2.       Ток (Ампер), обозначается “I”

3.       Сопротивление нагрузки (потребителя, проводника)- (Ом), обозначается “R”

4.       Мощность (Ватт), обозначается “P”

Эти величины связаны между собой следующим образом: по закону Ома сила тока I прямо пропорциональна приложенному напряжению U и обратно пропорциональна сопротивлению проводника R.

По закону Джоуля — Ленца мощность тепловых потерь в проводнике пропорциональна силе протекающего тока и приложенному напряжению:

Пример:

При напряжении источника  6 Вольт и сопротивлении нагрузки R=12 Ом, амперметр А покажет ток I=U/R=6/12=0.5 Ампер. Мощность, рассеиваемая на нагрузке R, составит P=I*U=0.5*6=3 Ватт.

Существует мнение, что чем больше напряжение, тем больше вероятность отправиться в мир иной. У многих есть паническая боязнь напряжения 220 Вольт, не говоря уже о 380, но это заблуждение. Много ли Вам известно случаев смерти от пьезозажигалки, напряжение разряда которой около 5000 Вольт (5 кВ), от высоковольтного зажигания в автомобиле (около 20 кВ) или электрошокера, напряжение разряда которого достигает 100 кВ? Думаем, что немного. Ведь мощность этих устройств ничтожно мала и является достаточной только для производства искрового разряда (ток разряда этих устройств не превышает 0,003-0,007 Ампер (3-7 мА)). Также расстояние между электродами электрошокера не позволяет току пройти через внутренние органы человека, а вызывает лишь местное раздражение. Необходимо понять, что бьет и убивает не напряжение, а ТОК, проходящий через тело человека! Человек начинает ощущать ток, примерно начиная с 1 мА и выше, опасным для жизни является ток, начиная с 50 мА, смертельным- около 100 мА. К примеру, ток в 100 мА проходит через лампочку накаливания обычного карманного фонарика. Казалось бы, какой слабый потребитель этот фонарик, а человек при таком токе гарантированный покойник.

Сила тока, проходящая через тело человека, по закону Ома, обратно пропорциональна сопротивлению тела, которое колеблется от 6000 до 100000 Ом (6-100 кОм). Сопротивление тела зависит от множества факторов, например: состояние кожи, ее влажность, состояние нервной системы, употребление человеком спиртных напитков. Приняв, скажем, сопротивление тела равным 20 кОм и напряжение источника 220 Вольт, по закону Ома получим, что ток, проходящий через тело, будет приблизительно составлять: I=U/R=220/20000=0.011 Ампер, т.е. 11 мА. Этот расчет справедлив для постоянного тока, т.к. для переменного тока расчет сопротивления тела усложняется, и в нем учитываются частота тока (для бытовой сети 50 Герц), электрическая емкость и индуктивность тела. Значения для переменного тока будут незначительно отличаться. Для простоты расчетов мы можем пренебречь параметрами переменного тока. Итак, мы подсчитали, что при напряжении 220 В, сопротивлении тела 20 кОм, ток, проходящий через тело, составляет 11 мА. Что же это значит? Это значит, что Вы ощутите в полной мере воздействие этого тока на тело, а именно: судороги мышц, небольшие боли в мышцах, покалывания и прочие неприятности. Но нанести вред организму (установленные кардиостимуляторы не рассматриваем- тогда Вам и в баню не рекомендуется заходить) этот ток не может, а тем более стать причиной смерти. Более опасными являются последствия удара током, например, можно отлететь и получить ожоги от раскаленной печи (камней), удариться о твердый кафель и другие предметы интерьера. Иногда мы даже не представляем себе, на что способны наши мышцы при сокращениях, вызванных воздействием тока. Был случай на обучающей практике телемастеров. Группа из трех человек отрабатывала неисправность с потерей высокого напряжения на кинескопе (это то, что под присоской вверху кинескопа). Один человек ковырял эту самую присоску, а двое наблюдали из-за его плечей. В самый неподходящий момент остаточное напряжение (около 20 кВ!), бывшее в емкости кинескопа, разрядилось в руку бедолаги, и рука самопроизвольно дернулась назад. Сила сократившихся мышц была настолько велика, что от удара локтем в грудь даже с малого расстояния стоящий сзади человек потерял сознание. Откачивали его потом всей мастерской. Так что представьте себе, какие травмы можно получить не только самому, но и покалечить окружающих. Даже Чак Норрис с разворота не всегда может вырубить оппонента...

Способы и методы безопасности

Заземление. В простейшем случае электроэнергия к потребителю подается по двум проводам- так называемым фазному проводу “L” и нулевому “N”, так вот вывод источника, будь то генератор на электростанции или трансформатор на подстанции, к которому подключен нулевой провод “N”, всегда физически соединен с землей. В простейшем случае заземлитель выглядит как стержень, вбитый в землю, а к выступающей вершине стержня подключен нулевой провод. Для чего это сделано? Это сделано для возможности заземлить не ведущие ток, но проводящие ток (обычно это металлический корпус) части оборудования по месту их установки. Зачем заземлять оборудование? В случае каких-либо нарушений изоляции или касания на корпус токоведущих частей внутри корпуса оборудования, электрический потенциал не окажется на корпусе, а по заземляющему проводнику, затем через стержень, вбитый в землю недалеко от потребителя, уйдет в землю и вернется к источнику (см. рис.). Таким образом на корпусе оборудования всегда сохраняется нулевой потенциал. При отсутствии заземления этот потенциал тоже вернется через землю к источнику, но заземлителем  в данном случае будет не штырь, а Ваше тело. Например, прикоснувшись к неисправной электропечи, помимо ожога Вы получите удар током, который пройдет через ваше тело и мокрый пол в землю. Ощущения не из приятных.

Автоматический выключатель (Автомат). Принцип его действия основан на  электромагните и свойствах биметаллической пластины изменять свою форму (выгибаться) под воздействием температуры. Автомат служит для защиты электрической цепи от перегрузок по току и от коротких замыканий (КЗ). При длительной перегрузке цепи по току, выделение тепла в проводниках возрастает. Так же нагревается биметаллическая пластина в автомате. Выгибаясь, пластина приводит в действие расцепляющий механизм, автомат отключает цепь от сети. При коротком замыкании ток, проходящий через катушку электромагнита, приводит в движение сердечник, находящийся внутри катушки, который так же приводит в действие расцепляющий механизм. Автомат не защищает Вас от ударов током и пробоев изоляции. Только при низком сопротивлении заземления, при замыкании фазы на корпус оборудования автомат сработает.

Устройство защитного отключения (УЗО). Принцип действия УЗО основан на измерении разности токов проходящих в нашем случае по двум проводникам-  нулевому и фазному. Эти измерения производит дифференциальный трансформатор. Проводники L и N проходят внутри кольца, которое является сердечником дифференциального трансформатора, и являются его первичной обмоткой. Вторичная обмотка выполнена вокруг кольца. В обычных условиях токи (см. рис.), которые покажут амперметры А₁ и А₂, равны, но противоположны по направлению. Таким образом эти два тока взаимно компенсируют друг друга, т.е. их алгебраическая сумма равна нулю и наводок напряжения во вторичной обмотке нет. При возникновении утечки, например, при прикосновении к фазному проводнику L, часть тока не возвращается в УЗО, а уходит через тело человека в землю. Это приводит к появлению разности токов в проводниках L и N и наводке напряжения во вторичной обмотке дифференциального трансформатора. На напряжение реагирует электронная схема УЗО и приводит его к срабатыванию. Контакты УЗО размыкаются обесточивая нагрузку.

Обычно разность токов, при которой срабатывает УЗО, составляет 30 мА, а время срабатывания несколько миллисекунд. Этого вполне достаточно, чтобы человек практически не почувствовал действия тока на свое тело. Помните: УЗО защищает Вас только от токов утечки с фазного проводника на землю и не защищает цепь от коротких замыканий и перегрузок! Для полной защиты необходимо устанавливать последовательно Автоматический выключатель и УЗО. Существуют также комбинированные устройства, сочетающие в себе обе эти функции. Они называются устройства  УЗО со встроенной защитой от сверхтоков, либо просто диффавтомат.

Мы познакомились с основными методами защиты от поражения электрическим током. Данные методы относятся не только к влажным помещениям, но и являются просто обязательными на сегодняшний день. Также следует не забывать о сечении и качестве проводов, степенях защиты электрооборудования (IP) и многом другом, что прослужит Вам многие годы, а главное, сделает это безопасно!