Isolatie van schakelaars: eisen aan isolatie van huishoudelijke en industriële apparaten

Veilige exploitatie van alle soorten elektrotechnische apparatuur hangt direct af van de feitelijke staat van de isolatiematerialen die in de constructie van de stroomvoerende delen van elk installatieproduct zijn ingebouwd. Als de isolatie van schakelaars wordt verstoord, kan er een stroomuitval, brand en zelfs een ongeval optreden.

Wij vertellen u alles over de soorten isolatie die volledige veiligheid bieden bij het gebruik van schakelapparaten. In het door ons voorgestelde artikel worden natuurlijke en synthetische, gewone en versterkte varianten in detail beschreven. De kenmerken van de markering worden gegeven, er worden tips gegeven aan kopers.

Isolatiebescherming van elektrische apparatuur

Isolatiematerialen beschermen omringende mensen en dieren tegen elektrische schokken. Eén voorwaarde: het verbruiksdiëlektricum moet correct worden gekozen, de vorm, dikte, parameters van de werkspanning (deze kan verschillend zijn, evenals de constructie van het apparaat).

Bovendien kunnen productie- of huishoudelijke gebruiksomstandigheden van een complex elektrotechnisch apparaat een aanzienlijke invloed hebben op de kwaliteit van de isolatoren. De kwaliteit van de isolatie, de dikte en de mate van elektrische weerstand moeten overeenkomen met de feitelijke invloed van de omgeving en de standaard gebruiksomstandigheden.

Om de isolatie-eigenschappen te controleren, wordt er een testspanning op de kabel aangelegd en vervolgens worden met een multimeter of tester de isolatieweerstandswaarden van het elektrische apparaat afgelezen.

Informatie over hoe de spanning in een elektrisch stopcontact wordt gecontroleerd, staat in het volgende artikel, dat we u aanraden te lezen.

Elektrische isolatie kan bestaan uit een laag diëlektricum van een bepaalde dikte, evenals een constructievorm (behuizing) gemaakt van diëlektrisch materiaal. Het diëlektricum bedekt het gehele oppervlak van de stroomvoerende delen van de apparatuur of alleen die stroomvoerende delen die geïsoleerd zijn van andere delen van de constructie.

Soorten isolatiematerialen

Fabrikanten die moderne elektrische schakelaars produceren, die worden gebruikt in woon-, kantoor- en industriële gebouwen, onderscheiden de volgende soorten elektrotechnische isolatie: werkisolatie (hoofd), extra, dubbel, versterkt.

Werkisolatie (hoofdisolatie)

Dit is in wezen de belangrijkste bescherming van elektrische installaties, die zorgt voor een normale en stabiele werking zonder kortsluiting, en beschermt gebruikers tegen direct contact met stroomvoerende delen.

Volgens de normen moet de hele oppervlakte van draden, kabels en andere elementen waar elektrische stroom doorheen gaat, bedekt zijn met operationele isolatie. Bijvoorbeeld, de snoeren van elektrische apparaten zijn altijd geïsoleerd.

PVC-kousen worden gebruikt als een goedkope en snelle manier om de stroomvoerende delen van draden die naar elektrische apparaten gaan, te isoleren.

Zij moet weerstand bieden tegen alle potentiële externe invloeden die kunnen optreden tijdens het gebruik van elektrische schakelaars in geval van gelijktijdige invloed van krachtvelden, thermische verhitting, mechanische wrijving, agressieve omgevingsinvloeden.

De genoemde factoren hebben een negatieve invloed op de elektrische eigenschappen van diëlektrische (isolatie)materialen, en kunnen ook leiden tot een onomkeerbare verslechtering van de nuttige eigenschappen, dat wil zeggen dat de isolatie snel zal verslijten.

Een goedkoop en voor iedereen toegankelijk isolatiemateriaal. Het wordt gemaakt van PVC, heeft verschillende afmetingen zowel in lengte als breedte. Het kleurengamma kan variëren, de lijmsamenstelling is duurzaam, de hechting is sterk en slijtvast.

Als het gaat om industriële exploitatie van schakelaars, moet het personeel van de onderneming periodiek de mate van slijtage van isolatieconstructies controleren en tijdig preventieve maatregelen nemen om hun beschermende eigenschappen te controleren.

Het verantwoordelijk handhaven van een hoog isolatieniveau vermindert mogelijke aard- en chassislekken en reduceert elektrische schokken tot nul.

De weerstandswaarde karakteriseert de huidige kwaliteit van de isolatie tussen 2 geleidende elementen en geeft een indicatie van het risico op stroomlekken. Het milde, niet-destructieve karakter van een dergelijke controle is nuttig bij het volgen van slijtage en veroudering van isolatielagen.

In kleine, weinig vertakte elektrische netwerken is de isolatieweerstand een primaire veiligheidsfactor. De controle van de basisisolatie kan een acceptatietest zijn, uitgevoerd direct na installatie of reparatie, of periodiek, uitgevoerd tijdens het gebruik van de apparatuur ten minste eenmaal per jaar.

In zeer vochtige werkplaatsen wordt de controle 2 tot 4 keer per jaar uitgevoerd in een continu regime. De metingen worden uitgevoerd met een digitaal meetinstrument voor isolatiecontrole – een megohmmeter.

Universeel meetinstrument. Het is niet alleen bedoeld om de werkelijke isolatieweerstand te bepalen, maar ook om de elektrische sterkte ervan te controleren. Specialisten gebruiken het om isolatielagen van apparatuur te testen op elektrische doorbraken.

Periodieke controle van de isolatieweerstand op geïnstalleerde schakelaars wordt uitgevoerd op productielocaties waar apparatuur na verloop van tijd wordt blootgesteld aan schadelijke dampen van chemicaliën, vocht, stof en hoge temperaturen. Hierbij kan de isolatie van schakelaars worden aangetast. Apparatuur met beschadigde isolatie is levensgevaarlijk.

De sectorale PUE (Regels voor elektrische installaties), zoals aangenomen in Rusland, vereisen regelmatige meting van de isolatieweerstand in elektriciteitsnetten vanaf 1 kV en hoger.

De weerstand van diëlektrische materialen in het verlichtingsnetwerk tussen twee aangrenzende zekeringen, tussen elke draad en aarde, en tussen twee willekeurige draden moet niet minder dan 0,5 MΩ zijn.

Deze indicator is in de praktijk niet van toepassing op bovengrondse leidingen van externe elektrische apparaten, of installaties in extreem vochtige ruimtes, omdat de weerstand daarin niet constant is en afhankelijk is van de luchtvochtigheid.

Met name dient te worden opgemerkt dat als er voor dergelijke installaties geen isolatienormen zijn, het management van bedrijven deze factor moet meenemen en alle maatregelen moet nemen voor een veilige werking van de apparaten en de huidige toestand van de isolatiematerialen nauwlettender moet controleren.

Als u een elektrisch gereedschap met dubbele isolatie gebruikt, moet u de isolatie maandelijks testen met een megohmmeter. Als het gereedschap op de werkplek aan werknemers wordt verstrekt, moet de controle op kortsluiting naar de behuizing worden uitgevoerd met een speciaal apparaat – de multimeter.

Volgens de PUE moet de meting van de isolatieweerstand worden uitgevoerd met een spanning van minimaal 500 V, en de isolatietest van meeraderige kabels met een spanning van 6–10 kV.

De bepaling van de integriteit van de stroomvoerende aders van de kabel en de megohmmetercontrole op faseovereenstemming moeten door minimaal 2 personen worden uitgevoerd. De regels vereisen dat een van hen een vergunning heeft van ten minste groep IV, en de tweede: ten minste groep III.

Redenen voor het aanbrengen van extra bescherming

Extra isolatie wordt aangebracht in elektrische installaties met een bedrijfsspanning tot 1 kV. Dit is onafhankelijke isolatie die samen met de basisisolatie van de apparatuur wordt gemonteerd, om in complexe en gevaarlijke gebruiksomstandigheden de schakelaars te beschermen bij indirect contact met beschadigende elementen.

Voornamelijk dient het ter bescherming tegen elektrische schokken, mocht de primaire isolatielaag beschadigd raken. Een praktisch voorbeeld van extra isolatie – is de plastic behuizing van een schakelaar, isolatiebussen, kousjes, plastic buizen en andere soorten diëlektrica.

Voor dit type isolatie worden materialen gebruikt die qua fysische eigenschappen verschillen van de standaardvormen van diëlektrica die de primaire isolatie van elektrische apparaten vormen.

Voor het impregneren van glaslakdoek worden vernissen op olie-, polyester-, polyester-epoxy-, siliciumorganische basis of met gebruik van PTFE of rubber toegepast. Al deze creëren uitstekend gelakte, diëlektrische oppervlakken op de stof.

Dit gebeurt met het oog op het feit dat, zelfs onder de meest ongunstige bedrijfsomstandigheden of opslagmethoden van elektrische apparatuur, gelijktijdige beschadiging van de primaire, functionele en extra isolatie onwaarschijnlijk is.

Voordeel van dubbele isolatie

Een dergelijk potentieel gevaar voor mensen, zoals elektrische schokken bij indirect contact met onderdelen van de apparatuur, kan aanzienlijk worden verminderd door het aanbrengen van dubbele isolatie.

Deze sterke beschermende materialen worden gebruikt in elektrotechnische apparaten met spanning tot 1 kV. Hier worden 2 beschermingsgraden aangebracht – primair en extra. Fabrikanten passen dubbele isolatie toe in verschillende elektrotechnische apparaten: handlampen, handmatig elektrisch gereedschap, scheidingstransformatoren.

In de productie zijn vele typen schakelaars in gebruik die volgens GOST zowel dubbele als versterkte isolatie moeten hebben; het specifieke geval hangt af van de complexiteit van de productietechnologie.

De praktische betekenis van dubbele isolatie is dat, naast de primaire diëlektrische laag, een tweede isolatielaag wordt aangebracht op de stroomvoerende delen van de schakelaars. Deze beschermt de mens tegen aanraking van metalen, stroomvoerende delen die onder hoge spanning kunnen komen te staan.

Om dit te voorkomen worden metalen behuizingen van hoogtechnologische elektrische apparatuur bedekt met een isolatielaag, en worden handgrepen, knoppen en bedieningspanelen gemaakt van diëlektrica.

In huishoudelijke apparaten worden ook knoppen, draden en de metalen behuizing geïsoleerd. Een nadeel van dit type coatings is de relatief hoge mechanische breekbaarheid: er bestaat een theoretische mogelijkheid dat de isolatielaag wordt beschadigd door herhaalde mechanische invloeden.

Hierdoor kunnen metalen, niet-stroomvoerende delen van elektrische apparaten onder spanning komen te staan. Daarom is het zeer belangrijk om de fysieke toestand van de isolatie te meten met de juiste instrumenten, in overeenstemming met het elektrische schema.

Principe-schema van het elektrische circuit, weergegeven voor het meten van lekstroom in de isolatie, volgens GOST IEC 60335-1-2008, rekening houdend met de behoeften van de nationale economie van de Russische Federatie

Het dient te worden opgemerkt dat de vernietiging van de tweede isolatielaag op geen enkele manier de hoofdwerking van de apparaten kan beïnvloeden en wordt doorgaans niet ontdekt tijdens de test. Dubbele isolatie is zinvol voor die soorten elektrische apparatuur die in huishoudelijk gebruik niet worden blootgesteld aan mechanische schokken en druk op stroomvoerende delen.

De meest betrouwbare bescherming van mensen wordt geboden door de methode van dubbele isolatie op apparatuur waarvan de behuizing is gemaakt van niet-geleidend, isolerend materiaal: het dient als garantie tegen gevaarlijke elektrische schokken.

De niet-geleidende behuizing van apparaten beschermt niet alleen tegen stroom bij doorslag van het diëlektricum in het product, maar ook bij accidenteel contact van een persoon met stroomvoerende elementen. In geval van beschadiging van de behuizing wordt de constructieve positionering van onderdelen en elementen verstoord en stopt het apparaat met werken.

Als er beveiliging in zit, zal deze automatisch worden geactiveerd en het defecte apparaat van het netwerk loskoppelen. In de metalen behuizing van apparaten vervullen speciale bussen de functie van extra isolatie.

Hierdoor loopt de netwerkkabel in de behuizing, en isolerende afstandhouders scheiden de elektromotor van de apparatuur van de behuizing. Het typeplaatje van een elektrisch apparaat met dubbele isolatie draagt een afbeelding van een speciaal symbool: een vierkant binnen een ander vierkant.

Waar dient versterkte isolatie voor?

In de productieomgeving zijn er momenten waarop dubbele isolatie vanwege constructieve kenmerken van elektrische apparaten problematisch is toe te passen. Bijvoorbeeld in schakelaars, borstelhouders enz. Dan moet een ander type beveiliging worden gebruikt: versterkte isolatie.

Versterkte isolatie wordt toegepast op elektrische installaties met een nominale spanning tot 1 kV. Het is in staat een mate van bescherming tegen elektrische schokken te bieden die gelijkwaardig is aan de eigenschappen van dubbele isolatie.

Volgens de eisen van GOST R 12.1.009-2009 SSBT, kan versterkte isolatie meerdere diëlektrische lagen hebben, die elk niet afzonderlijk kunnen worden getest op kortsluitdoorslag, maar alleen in de gehele vorm.

Overeenstemming van de isolatie met de normatieve vereisten voor grenswaarden, vastgesteld als resultaat van tests. De procedure en grenswaarden zijn geregeld in GOST IEC 60335-1-2008.

Natuurlijke en synthetische diëlektrica

Isolatiematerialen, oftewel diëlektrica, worden naar herkomst onderverdeeld in natuurlijke (mica, hout, latex) en synthetische:

• folie- en bandisolatoren op basis van polymeren;
• elektrische isolatielakken, email – oplossingen van filmvormende stoffen, gemaakt op basis van organische oplosmiddelen;
• Isolatiecompounden, die in vloeibare toestand direct na aanbrengen op stroomvoerende delen uitharden. Deze stoffen bevatten geen oplosmiddelen en worden naar hun toepassing onderverdeeld in impregnatiemiddelen (behandeling van wikkelingen van elektrische apparaten) en gietmiddelen, waarmee kabelmoffen en holten van apparaten en elektrische aggregaten worden gevuld voor afdichting;
• Blad- en rolisolatiematerialen, die bestaan uit ongedrenkte vezels van zowel organische als anorganische oorsprong. Dit kunnen papier, karton, fiber of weefsel zijn. Ze worden gemaakt van hout, natuurlijke zijde of katoen;
• Lakweefsels met isolerende eigenschappen – speciale plastische materialen op weefselbasis, geïmpregneerd met een elektrisch isolerend middel, dat na uitharding een isolatiefilm vormt.

Synthetische diëlektrica hebben belangrijke elektrische en fysisch-chemische eigenschappen voor de betrouwbare werking van apparaten, die worden bepaald door de specifieke productietechnologie.

Ze worden veel gebruikt in de moderne elektrotechniek en elektronische industrie voor het op de markt brengen van de volgende soorten producten:

• diëlektrische omhulsels van kabel- en geleiderproducten;
• frames van elektrotechnische producten, zoals inductiespoelen, behuizingen, rekken, panelen en dergelijke;
• elementen van elektrische installatiearmatuur – verdeeldozen, stopcontacten, lampfittingen, kabelconnectoren, schakelaars en andere.

Daarnaast worden er radio-elektronische printplaten geproduceerd, inclusief panelen die worden gebruikt voor het bedraden van geleiders.

Classificatie van isolatiematerialen

Elektrische isolatie in huishoudelijke apparaten wordt onderverdeeld in de volgende klassen:

• 0;
• 0I;
• I;
• II;
• III.

Apparaten met isolatieklasse ‘0’ hebben een werkende isolatielaag, maar zonder gebruik van aardingscomponenten. In hun constructie bevindt zich geen klem voor aansluiting van de beschermingsgeleider.

Apparaten met isolatieklasse ‘0I’ hebben isolatie + een element voor aarding (nulpotentiaal), maar ze bevatten een draad voor verbinding met de stroombron, die geen aarder heeft.

Isolatie heeft een speciale markering. Aarding wordt aangegeven als een apart pictogram op de plaats waar de geleider wordt aangesloten. Dit wordt gedaan om potentialen gelijk te maken. De geelgroene geleider wordt aangesloten op de contacten van het stopcontact, de kroonluchter, enz.

Apparaten met isolatieklasse 'I' bevatten een 3-aderig snoer en een stekker met 3 contacten. Elektrische installatieapparaten van deze categorie moeten worden geïnstalleerd met aarding.

Elektrische apparaten met isolatieklasse ‘II’, dat wil zeggen dubbele of versterkte isolatie, komen vaak voor in huishoudelijk gebruik. Dergelijke isolatie beschermt gebruikers op betrouwbare wijze tegen elektrische schokken als de basisisolatie in het apparaat beschadigd raakt.

Apparaten die zijn uitgerust met stevige dubbele isolatie worden in stroomapparatuur aangeduid met het teken B, wat betekent: 'isolatie in isolatie'. Apparaten die dit teken bevatten, mogen niet worden genulet of geaard.

Alle moderne elektrische apparaten met isolatieklasse 'III' kunnen functioneren in elektriciteitsnetwerken met een nominale spanning van maximaal 42 V.

Absolute veiligheid bij het inschakelen van elektrische apparatuur bieden contactloze schakelaars, met de kenmerken van de constructie, het werkingsprincipe en de typen waarvan het door ons aanbevolen artikel u kennis laat maken.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

De video bevat instructies voor het gebruik van een populair merk megohmmeter:

Een korte videoreview van isolatiematerialen en manieren om de stroomvoerende delen van elektrische installatie-accessoires te beschermen:

Bijzondere soorten isolatie worden gebruikt bij industriële schakelaars, bijvoorbeeld van het lucht- of olietype. In het huishouden worden ze niet gebruikt. Als u te maken krijgt met een storing in de isolatie van schakelaars op de werkplek, dient u contact op te nemen met specialisten die de elektrische installaties onderhouden.

Schrijf alstublieft uw opmerkingen in het onderstaande blok. Deel nuttige informatie over het onderwerp van het artikel die van pas zal komen voor de bezoekers van de site. Stel vragen over controversiële en onduidelijke punten en plaats foto's.