§526 — Электрические соединения: почему слабый контакт — самая частая причина электрического пожара

Гид по измерению переходного сопротивления микроомметром и гид по термографическому обследованию рассказывают о том, как ухудшающееся соединение обнаруживают. Эта статья — о первопричине проблемы: требованиях, которые §526 предъявляет к каждому электрическому соединению в момент монтажа, чтобы такое ухудшение в идеале никогда не наступало.

Зачем нужна эта глава

Любое электрическое соединение — клемма в распределительном щите, кабельный наконечник на шинной системе, соединение в распределительном устройстве — потенциально слабое звено. Плохо выполненное соединение получает повышенное переходное сопротивление; это сопротивление при прохождении тока вызывает локальный нагрев (потери I²R), а этот нагрев, в свою очередь, ускоряет дальнейшее ухудшение самого соединения (окисление, ослабление пружинного давления, расширение и сжатие материала) — самоусиливающийся процесс, который может закончиться тлеющим соединением или электрической дугой. Поэтому §526 устанавливает конкретные требования к тому, как должно выполняться соединение.

Основные требования §526

• Доступность для осмотра: соединение в принципе должно оставаться доступным для осмотра, испытаний и обслуживания. §526 допускает ограниченный набор исключений: соединения, предназначенные для постоянного заложения в грунт, соединения, залитые компаундом или инкапсулированные, соединения, выполненные сваркой, пайкой твёрдым припоем или опрессовкой, а также соединения, являющиеся частью оборудования, соответствующего собственному стандарту на продукцию (например, заводское клеммное соединение двигателя). Вне этих исключений соединение нельзя скрывать так, чтобы оно стало недоступным.
• Правильный момент затяжки: клеммное соединение должно затягиваться согласно спецификации момента затяжки производителя клеммы или коммутационного аппарата — «от руки» не является спецификацией момента затяжки. Слишком слабая затяжка даёт чрезмерное переходное сопротивление; слишком сильная может повредить проводник или деформировать клемму, что также приводит к ухудшению соединения. Для критичных соединений (большие сечения, шинные системы) правильным способом подтвердить это является калиброванный динамометрический ключ или отвёртка, а не оценённое усилие руки.
• Сочетание материалов проводников: соединение медного и алюминиевого проводника в одной клемме требует клеммы, явно предназначенной для такого сочетания материалов (см. гид о соединениях алюминий-медь об основной проблеме гальванической коррозии) — стандартная клемма «медь на медь» для этого автоматически не подходит.
• Сочетание сечений и типов проводников: клемму, не рассчитанную на одновременное размещение двух проводников разного сечения, либо жёсткого и многопроволочного тонкожильного проводника вместе, для этого также нельзя использовать — даже если оба проводника случайно «влезают» в неё свободно.

Почему это ведёт к пожарной опасности

Ухудшающееся соединение редко приводит к резкому короткому замыканию; как правило, это ползучий процесс, при котором переходное сопротивление постепенно растёт, вызывая рост локальной температуры, при этом обычная защита от сверхтока (реагирующая на величину тока, а не на локальную температуру) никак этому не препятствует — ведь ток в цепи остаётся в пределах нормы. Это делает слабое клеммное соединение одним из немногих механизмов отказа, которые не улавливает классическая защита от сверхтока, и объясняет, почему периодическое термографическое обследование (см. гид выше) и измерение переходного сопротивления при вводе в эксплуатацию являются отдельной проверкой наряду с обычными испытаниями по NEN 1010.

Практическая значимость

При вводе в эксплуатацию и при периодическом освидетельствовании выборочная проверка момента затяжки критичных соединений (главные шины, соединение главного предохранителя, крупные клеммы двигателей) входит в перечень работ, наряду с визуальным осмотром на предмет обесцвечивания или следов оплавления на пластиковых клеммных колодках — раннего признака соединения, которое уже начинает нагреваться.

Частые ошибки

1. Затягивание клеммы «на глаз» вместо затяжки по спецификации производителя — как слишком слабая, так и слишком сильная затяжка повышают вероятность ухудшения соединения.
2. Соединение медных и алюминиевых проводников в стандартной клемме, явно не предназначенной для такого сочетания материалов — это ускоряет гальваническую коррозию на границе контакта.
3. Излишнее скрытие соединения без необходимости (например, замуровывание в бетон или размещение за неразборной панелью), если оно не подпадает ни под одно из явных исключений §526.
4. Предположение, что обычная защита от сверхтока улавливает ухудшающееся клеммное соединение — ток в цепи остаётся в пределах нормы, поэтому автоматический выключатель или предохранитель на это не реагирует.

См. также

• Измерение переходного сопротивления — микроомметр для соединений
• Термографическое обследование
• Соединения алюминий-медь — гальваническая коррозия
• AFDD — обнаружение дуговых замыканий