§526 — Połączenia elektryczne: dlaczego słabe połączenie jest najczęstszą przyczyną pożaru elektrycznego

Przewodnik o pomiarze rezystancji przejścia mikroomomierzem oraz przewodnik o badaniu termowizyjnym opisują, jak wykrywa się pogorszenie połączenia. Ten artykuł dotyczy pierwotnej przyczyny problemu: wymagań, jakie §526 stawia każdemu połączeniu elektrycznemu w momencie montażu, aby takie pogorszenie w idealnym przypadku nigdy nie wystąpiło.

Dlaczego istnieje ten paragraf

Każde połączenie elektryczne — zacisk w rozdzielnicy, końcówka kablowa na szynoprzewodzie, połączenie w aparaturze rozdzielczej — jest potencjalnie słabym ogniwem. Źle wykonane połączenie ma podwyższoną rezystancję przejścia; ta rezystancja przy przepływie prądu powoduje miejscowe nagrzewanie (straty I²R), a to nagrzewanie z kolei przyspiesza dalsze pogarszanie się samego połączenia (utlenianie, osłabienie nacisku sprężystego, rozszerzanie i kurczenie się materiału) — proces samowzmacniający się, który może zakończyć się tlącym się połączeniem lub łukiem elektrycznym. Dlatego §526 ustanawia konkretne wymagania dotyczące sposobu wykonania połączenia.

Podstawowe wymagania §526

• Dostępność do kontroli: połączenie musi w zasadzie pozostać dostępne do oględzin, badań i konserwacji. §526 dopuszcza ograniczoną listę wyjątków: połączenia przeznaczone do trwałego ułożenia w gruncie, połączenia zalane masą lub hermetyzowane, połączenia wykonane przez spawanie, lutowanie twarde lub zaprasowanie, a także połączenia będące częścią urządzenia zgodnego z własną normą wyrobu (np. fabryczne połączenie zaciskowe silnika). Poza tymi wyjątkami połączenia nie wolno ukrywać w sposób czyniący je niedostępnymi.
• Prawidłowy moment dokręcania: połączenie zaciskowe musi być dokręcane zgodnie ze specyfikacją momentu dokręcania producenta zacisku lub aparatu łączeniowego — dokręcenie „na wyczucie” nie jest specyfikacją momentu dokręcania. Zbyt słabe dokręcenie daje nadmierną rezystancję przejścia; zbyt silne może uszkodzić przewód lub odkształcić zacisk, co również prowadzi do pogorszenia połączenia. Dla połączeń krytycznych (duże przekroje, szynoprzewody) właściwym sposobem potwierdzenia tego jest kalibrowany klucz lub śrubokręt dynamometryczny, a nie oceniona siła ręki.
• Łączenie materiałów przewodów: połączenie przewodu miedzianego i aluminiowego w jednym zacisku wymaga zacisku wyraźnie przeznaczonego do takiego łączenia materiałów (zob. przewodnik o połączeniach aluminium-miedź o podstawowym problemie korozji galwanicznej) — standardowy zacisk „miedź na miedź” automatycznie się do tego nie nadaje.
• Łączenie przekrojów i typów przewodów: zacisku, który nie jest przeznaczony do jednoczesnego umieszczenia dwóch przewodów o różnym przekroju, lub przewodu sztywnego i wielodrutowego cienkodrutowego razem, również nie wolno do tego używać — nawet jeśli oba przewody przypadkowo swobodnie się w nim mieszczą.

Dlaczego prowadzi to do zagrożenia pożarowego

Pogorszenie połączenia rzadko prowadzi do nagłego zwarcia; zazwyczaj jest to proces pełzający, w którym rezystancja przejścia stopniowo rośnie, powodując wzrost temperatury miejscowej, podczas gdy zwykłe zabezpieczenie nadprądowe (reagujące na wartość prądu, a nie na temperaturę miejscową) w żaden sposób temu nie przeciwdziała — ponieważ prąd w obwodzie pozostaje w granicach normy. Czyni to słabe połączenie zaciskowe jednym z niewielu mechanizmów awarii, których nie wychwytuje klasyczne zabezpieczenie nadprądowe, i wyjaśnia, dlaczego okresowe badanie termowizyjne (zob. przewodnik powyżej) oraz pomiar rezystancji przejścia podczas oddawania do eksploatacji stanowią odrębną kontrolę obok zwykłych badań według NEN 1010.

Znaczenie praktyczne

Podczas oddawania do eksploatacji i okresowej kontroli wyrywkowe sprawdzenie momentu dokręcania krytycznych połączeń (szyny główne, połączenie bezpiecznika głównego, duże zaciski silników) wchodzi w skład prac obok oględzin pod kątem przebarwień lub śladów stopienia na plastikowych listwach zaciskowych — wczesnego objawu połączenia, które już zaczyna się nagrzewać.

Częste błędy

1. Dokręcanie zacisku „na oko” zamiast dokręcania zgodnie ze specyfikacją producenta — zarówno zbyt słabe, jak i zbyt silne dokręcenie zwiększają prawdopodobieństwo pogorszenia połączenia.
2. Łączenie przewodów miedzianych i aluminiowych w standardowym zacisku, wyraźnie nieprzeznaczonym do takiego łączenia materiałów — przyspiesza to korozję galwaniczną na styku.
3. Zbędne ukrywanie połączenia bez potrzeby (np. zalewanie betonem lub umieszczanie za nierozbieralnym panelem), jeśli nie podlega ono żadnemu z wyraźnych wyjątków §526.
4. Założenie, że zwykłe zabezpieczenie nadprądowe wychwytuje pogorszenie połączenia zaciskowego — prąd w obwodzie pozostaje w granicach normy, więc wyłącznik automatyczny lub bezpiecznik na to nie reaguje.

Zobacz również

• Pomiar rezystancji przejścia — mikroomomierz do połączeń
• Badanie termowizyjne
• Połączenia aluminium-miedź — korozja galwaniczna
• AFDD — wykrywanie łuku elektrycznego