+7 495 665 08 52

+7 495 508 19 83

Ток утечки это


Что такое утечка тока и каковы причины её возникновения?

В идеальной электрической цепи сопротивление изоляции стремится к бесконечности. К сожалению, на практике не все так однозначно. Какой бы качественной не была изоляция провода или других токоведущих элементов оборудования, это конечная величина, а, следовательно, даже при штатной работе происходит незначительная утечка тока. Ситуация в корне меняется, когда этот параметр превышает установленные нормы, чем это грозит и как определить утечку Вы узнаете прочитав статью.

Что такое утечка тока и чем она опасна

Эквивалентная схема 3-х фазной электросети с изолированной нейтралью

Начнем с терминологии. Точное определение этого явления описано в ГОСТ 61140 2012 и ГОСТ 30331.1 2013, далее дословно: «Электрический ток, протекающий в землю, открытые, сторонние проводящие части и защитные проводники при нормальных условиях». Для более детального описания явления приведем в качестве примера эквивалентную схему 3-х фазной электрической сети IT (изолированная нейтраль).

Обозначения:

  • А, В, С – фазы сети.
  • Ra, Rb, Rс – величина активного сопротивления между землей и каждой фазой.
  • Са, Сb, Сс – параметры емкости линий относительно земли.
  • Ua, Ub, Uc – напряжение каждой из фаз по отношению к земле.
  • Ia, Ib, Ic – токи утечки.

В приведенном примере активное сопротивление Ra, Rb, Rс не стремиться к бесконечности, а вполне измеряемая величина. Соответственно и токоведущих проводников емкость относительно земли (Са, Сb, Сс) будет какую-то величину больше нуля. Следовательно, в токоведущих частях с напряжениями Ua, Ub, Uc будут образовываться токи утечки Ia, Ib, Ic.

Пути таких токов напрямую зависят от того, какой тип заземления используется в системе. В приведенном примере с изолированной нейтралью (IT), утечка происходит через изоляцию проводов в токопроводящие элементы оборудования. Из них по проводникам, соединенным с ЗУ, уходит в зону растекания (локальную землю).

В системах с глухозаземленной нейтралью (TN) ток утечки по шине PEN течет до ЗУ на вводе электропитания.

Опасность утечки

Пока ток утечки соответствует принятым нормам, он не представляет серьезной опасности. Когда сопротивление изоляции снижается, например, при ее повреждении, ток утечки резко возрастает и может стать опасным для человека. На 1-й части рисунка 2 схематически изображен путь тока утечки (Iу) при касании человеком корпуса электроустановки, в которой повреждена изоляция корпуса Rи

Рисунок 2. Опасность утечки

При заземлении корпуса электроустановки (см. 2-ю часть рис.2) поражение электротоком при касании не происходит, поскольку утечка пойдет по пути наименьшего сопротивления. Но в этом случае в месте крепления защитного проводника (отмечено на рисунке красным кругом) может наблюдаться интенсивное выделение тепла, что провоцирует возникновение пожара.

Причины возникновения утечки тока

Из приведенной выше информации мы выяснили, что утечка происходит всегда, даже при штатной работе электрического оборудования. Опасность представляет превышение нормальных показателей. Давайте рассмотрим ситуации, когда превышаются допустимые нормы дифференциальных токов, чтобы установить причины возникновения неисправности.

С электроприбора в квартире или доме

Опасное напряжение может появиться на корпусе бытового электроприбора, например, накопительного нагревателя воды (бойлера) или стиральной машины. Как правило, причина этого нарушение целостности одного из ТЕНов или механическое повреждение изоляции. К чему приведет пробой на корпус, зависит от системы заземления жилого помещения. Рассмотрим варианты с трехпроводным подключением стиральной машины в системе TN-C-S и двухпроводное подключение при заземлении TN-C.

Рисунок 3. Пробой на корпус в системах: А) TN-C-S; В) TN-C

Как видно из рисунка в случае пробоя на заземленный корпус ток утечки будет на шину-PE, что приведет к срабатыванию электромагнитной или тепловой защиты автоматического выключателя, установленного на линию питания электроустановки.

При двухпроводном подключении утечка тока не вызовет срабатывание АВ и стиральная машина будет продолжать работать, пока не образуется дифференциальный ток. Это может произойти в случае одновременного касания корпуса электроустановки и заземленного элемента конструкции здания или труб водоснабжения. Ток утечки в этом случае пойдет от корпуса через тело человека на землю (см. В рис.3). Величины тока в образованной цепи будет недостаточно для срабатывания АВ, но УЗО или диффавтомат обнаружит утечку и произведет отключение оборудования.

В скрытой электропроводке в доме или квартире

Причины утечки в скрытых проводках напрямую связаны со снижением уровня изоляции токоведущих жил кабеля. Это может быть вызвано следующими причинами:

  1. Превышение допустимого срока службы проводки. Это довольно распространенное явление в домах возведенных 30-40 лет назад и более давних постройках. Согласно нормативным документам (в частности ВСН 58 88) срок эксплуатации срытых электропроводок, выполненных кабелем с медными токоведущими жилами, не может превышать 40 лет. Для алюминиевых проводов установлен срок службы не более 30 лет.
  2. Нарушения режимов эксплуатации. Если проводка подвергалась перегрузке, то велика вероятность разрушения изоляции вследствие нагрева токоведущих жил.
  3. Механические повреждения изоляции провода. Они могут быть нанесены из-за не соблюдения технологии монтажных работ или впоследствии при сверлении стен.
Причины повреждения изоляции кабеля скрытой проводки

Не следует надеяться на постоянную величину сопротивления изоляции, при малейших подозрениях следует проверить этот показатель.

В автомобиле

Рассматриваемое нами явление нередко наблюдается и в электросети автомобиля. Причем вероятность утечки может не зависеть марки авто и его состояния. Результат потери тока во всех случаях приводит к одному итогу – разряду аккумулятора. Предлагаем рассмотреть наиболее вероятные причины утечки тока в электрической сети автотранспортного средства.

С аккумулятора

Основные функции АКБ заключаются в запуске мотора автомобиля и обеспечении питания внутренней сети, в тех случаях, когда генератор не справляется с этой задачей. Подзарядка аккумуляторной батареи производится в процессе работы двигателя, также вращающего генератор. У припаркованной машины с выключенным ДВС разряд АКБ происходит за счет питания подключенной электроники (например, сигнализации) и допустимого тока утечки.

Если недавно заряженный аккумулятор быстро разрядился, не спешите сваливать на него всю вину, вполне возможно, что произошло превышение допустимой величины утечки по следующим причинам:

  1. Повреждение изоляции бортовой сети, КЗ в блоке предохранителей.
  2. Неправильно подключенная электроника и/или сигнализация потребляет ток сверх установленной нормы.
  3. Загрязнение или окисление клемм аккумулятора.
  4. Подключение дополнительных электрических приборов.
Плохой контакт клемм АКБ — одна из причин ее быстрого разряда

Как измерить заряд автомобильного аккумулятора и его утечку, было описано на нашем сайте.

Через генератор

Как показывает практика, довольно часто причина утечки через генератор связана с «пробитием» одного из диодов выпрямительного блока. На представленном ниже рисунке приведена упрощенная схема подключения АКБ к генератору, в котором «пробит» один из силовых диодов.

Путь тока утечки через поврежденный выпрямительный диод

Как производить поверку генератора, можно прочитать на нашем сайте.

Через сигнализацию

Практически все современные системы охраны для понижения потребления электричества с целью снижения разряда батареи переходят в режим «сна». Иногда может возникнуть сбой ПО или произойти другая неисправность, устранить которую довольно сложно. В результате сигнализация потребляет ток сверх допустимой нормы, что приводит к разряду АКБ. Особенно в этом замечена китайская продукция.

С диодов, транзисторов, конденсаторов

В данных радиоэлементах всегда присутствует незначительный уровень тока утечки, его показатели указываются в даташит к каждому компоненту. При выходе из строя транзистора, диода или конденсатора этот показатель может существенно увеличиться.

Последствия

Как мы уже говорили, протекание дифференциальных токов происходит даже при наличии изоляции должного уровня. Из-за их низкой величины не возникает деструктивных последствий. Ситуация в корне изменяется, когда утечка превышает допустимую норму. В таких случаях возможны следующие последствия:

  • Угроза поражения электротоком.
  • Вероятность возникновения пожара.
  • Протекание дифференциального тока в сети приводит к тому, что даже при отключенных потребителях электроэнергии по показаниям приборов учета будет наблюдаться расход электричества.
  • Электрический ток, проходя через неизолированные токопроводящие конструкции, вызывает их ускоренную коррозию. Что можно наглядно наблюдать на клеммах аккумуляторных батарей.
  • Утечка в бортовой сети автомашины может вызвать воспламенение проводки и практически всегда становится причиной разряда аккумуляторной батареи, что создает проблемы цепи зажигания.

Перечисленных последствий вполне достаточно, чтобы осознать опасность дифференциального тока, поэтому поговорим о способах защиты и устранении утечки.

Средства защиты

Самый надежный способ защиты в рассматриваемой ситуации – установка на линию питания УЗО или диффавтомата. Эти устройства произведут разрыв цепи питания, как только произойдет утечка, останется только приступить к ее поиску и устранению.

Не менее эффективно действует подключение корпусов электрических приборов к шине заземления (PE), если имеется такая возможность.

Найти подробную информацию по выбору и установке УЗО, АВ, диффавтоматов, а также получить сведения о заземлении электрооборудования, Вы сможете на нашем сайте.

Как проверить и найти ток утечки своими руками

Приведем несколько косвенных способов, позволяющих обнаружить утечку:

  • Если при отключении от сети всех постоянных потребителей электрической энергии, счетчик продолжить регистрировать расход электроэнергии, значит необходимо приступать к поиску и устранению неисправности. То есть, ищите утечку.
  • При наличии бойлера вода, поступающая с кранов, вызывает ощущение прохождения электричества.
  • Срабатывает защита УЗО или диффавтомата.
  • В системе TN-C-S происходит отключение АВ.
  • Быстро разряжается аккумулятор автомобиля.

Теперь перейдем к более точным измерениям, для этого могут понадобиться следующие инструменты:

  • Простой или бесконтактный пробник напряжения. С их помощью можно определить наличие напряжения на корпусе бытовых приборов или смесителях, то есть, обнаружить утечку.
  • Токоизмерительные клещи, вместо них можно использовать мультиметр с режимом амперметра. При помощи этих инструментов снимаются показания амперметра, что позволяет измерить дифференциальные токи. После проведения измерений показатели прибора (амперметра) сравниваются с допустимыми параметрами. Обратим внимание, что контакты амперметра могут быть не приспособлены для замера больших величин, в таких случаях токовые клещи более удобны.
  • Авометр (необходим для проверки изоляции). Диапазон измерения выставляется в мегаомах, если сопротивление несколько сот кОм, то это говорит о недостаточной изоляции.

И несколько видео по теме (пример того, как искать утечку тока в автомобиле):

Внимание! Измерение сопротивления должно проводиться при полном отключении источника питания, то есть нуля и фазы для переменно напряжения и плюса и минуса в системах постоянных токов. Рекомендуется перед проверкой изоляции провести замеры в режиме измерения постоянного или переменного напряжения (в зависимости от типа сети).

Советуем также почитать:

Что такое ток утечки? - Sunpower UK

Sunpower Electronics обладает более чем 25-летним опытом торговли источниками питания, разрабатывая продукты для производства, чтобы предоставлять нашим клиентам эффективные, мощные и долговечные решения. Если вы не уверены и нуждаетесь в поддержке, чтобы выбрать правильный источник питания для вашего проекта, свяжитесь с нами сегодня. Мы предлагаем множество услуг, в том числе индивидуальные источники питания, разработанные специально для ваших производственных проектов, или вы можете просмотреть наши текущие линейки продуктов.

Что такое ток утечки?

Ток утечки - это ток, который течет из цепи переменного или постоянного тока в оборудовании на шасси или на землю и может быть либо от входа, либо от выхода. Если оборудование не заземлено должным образом, ток течет по другим путям, таким как человеческое тело. Это также может произойти, если земля неэффективна или намеренно или непреднамеренно прервана.

Откуда течет ток утечки

Ток утечки в оборудовании протекает, когда происходит непреднамеренное электрическое соединение между землей и находящейся под напряжением деталью или проводником.Заземление может быть точкой отсчета нулевого напряжения или заземлением. В идеале ток, вытекающий из блока питания, должен проходить через заземление и в заземление установки.

Ток утечки в ноутбуках или устройствах, использующих двухконтактные разъемы, в основном через сигнальные кабели, подключенные к другому заземленному или незаземленному оборудованию, такому как принтеры. Другое оборудование обеспечивает путь к земле, если оно надлежащим образом заземлено или может привести к поражению электрическим током всех, кто касается открытых металлических частей, если они не заземлены должным образом.

Утечка в устройствах в значительной степени связана с несовершенством изоляторов или материалов, из которых изготовлены такие компоненты, как полупроводники и конденсаторы. Это приводит к небольшому току, протекающему или протекающему через диэлектрик, в случае конденсатора.

Ток утечки в фильтрах ЭМС

Ток утечки в источниках питания может возникать из-за фильтров ЭМС, в которых используются Y-конденсаторы между проводом под напряжением и нейтралью. Это приводит к тому, что некоторый ток утечки течет от нейтрали или проводника под напряжением к корпусу блока питания, который обычно подключается к заземлению.

Большинство производителей блоков питания указывают этот ток, который всегда должен быть ниже 3,5 мА в соответствии с правилами IEC-60950-1. Это обеспечивает очень низкий ток и не может нанести вред человеку, который касается или соприкасается с корпусом блока питания. Источник питания с хорошим заземлением значительно уменьшает ток утечки, обеспечивая низкое сопротивление пути к земле.


Ток утечки в фильтре ЭМС - Имидж Кредит

Производители фильтров обычно указывают максимальный ток утечки, который будет протекать через фильтр, но это только теоретические значения, и фактические значения могут отличаться от них, особенно если изменяются такие параметры, как напряжение или частота.Чтобы получить точное значение тока утечки, рекомендуется измерять ток, который течет на землю, когда фильтр работает.

Допустимые максимальные токи утечки

Существуют стандарты, которые определяют максимальные токи утечки, которые безопасны для человека при различных условиях. Они зависят от применения и типа возможного контакта, а также от типа заземления.

Разработчики

должны гарантировать, что ток утечки не причинит вреда пользователям, которые касаются корпуса источника питания или оборудования с питанием.Все приложения имеют свой верхний предел тока, который должен течь. Медицинское оборудование и другое чувствительное оборудование должны иметь очень низкие токи из-за характера их применения и воздействия, которое они могут иметь.

Стандарты являются более строгими в медицинских приложениях, поскольку слабые пациенты более уязвимы к поражению электрическим током, которое может быть смертельным.

Типичные пределы тока утечки для приложения:

Информационные технологии

  • Постоянно подключен - 3.5 мА или более в некоторых приложениях
  • Подвижный или сменный, ручной - 3,5 мА
  • Handheld - 0,25 мА

Медицинское оборудование

Допустимый ток утечки в нормальных условиях составляет 0,5 мА и 1 мА в случае одного отказа. Ток утечки очень опасен, если он превышает допустимый безопасный предел. Это еще хуже в медицинских приложениях из-за риска, который он представляет для пациентов и лиц, осуществляющих уход. Только небольшое течение должно пройти через человеческое тело, чтобы причинить вред и может быть смертельным для пациентов, иммунная система которых уже слаба.Посмотрите наши источники питания для медицинских учреждений здесь.

Типичный ток утечки для различных классов оборудования

Класс I Оборудование:

Должен иметь защиту от поражения электрическим током посредством базовой изоляции в сочетании с защитным заземлением, подключенным к корпусу оборудования. Максимальный ток утечки составляет 0,75 мА для портативного устройства и 3,5 мА для другого оборудования.

Класс II Оборудование:

Данное оборудование не имеет защитного заземления.Такое оборудование использует усиленную или двойную изоляцию для защиты от поражения электрическим током. Максимальный ток утечки составляет 0,25 мА.

класс III:

Это цепи сверхнизкого напряжения (SELV), в которых отсутствуют опасные напряжения.

Резюме

Ток утечки будет течь, когда это нежелательно, либо из-за плохой конструкции, неисправного заземления или изоляции в оборудовании, дефектов в компонентах и ​​т. Д. Величина тока может быть уменьшена путем правильного проектирования и соблюдения лучших стандартов и практик.

Различные типы оборудования имеют допустимый максимальный ток утечки в зависимости от применения и напряжения. Помимо проектирования, эффективным методом снижения тока утечки является обеспечение надлежащего заземления оборудования.

Все продукты Sunpower проходят обширный процесс тестирования и были разработаны для того, чтобы гарантировать, что каждое устройство не только соответствует всем требованиям, но и разработано в соответствии с более высокими стандартами, чем минимальные требования. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы обсудить ваши производственные требования.

Источники питания медицинского класса. Источники питания ATX. Источники питания на рейке. Закрытый источник питания.

Что такое ток утечки? (с рисунком)

Ток утечки - это непреднамеренная потеря электрического тока или электронов. Этот термин часто применяется к компьютерным микропроцессорам, которые являются чипами, которые выполняют вычисления и обрабатывают данные. Фактически, утечка является проблемой, которая препятствует более быстрому повышению производительности компьютера. Термин также относится к электронике и бытовой электронике.

Полупроводники используют миллионы транзисторов для выполнения расчетов и хранения данных в компьютерных микропроцессорах.

Semiconductors используют миллионы транзисторов для выполнения расчетов и хранения данных в компьютерных микропроцессорах. Транзисторы - это устройства, используемые для усиления и переключения электронных сигналов. Ток утечки в полупроводниках происходит на уровне транзистора. Поскольку производители полупроводников продолжают делать транзисторы меньшего размера, чтобы втиснуть их в чип, проблемы с утечкой возрастают. Меньшие транзисторы имеют более тонкие изолирующие слои, вызывая больший ток утечки.

Утечка в транзисторах приводит к тому, что полупроводникам требуется больше энергии для работы, поскольку они должны заменить ток, потерянный при утечке. Ток утечки также генерирует тепло по мере его утечки, что приводит к ухудшению характеристик полупроводника. Когда тепло от утечки объединяется с теплом, генерируемым при нормальной работе полупроводника, это может стать серьезной проблемой.Избыточное тепло может в конечном итоге привести к отказу цепи. Разработчики могут использовать несколько различных подходов, чтобы уменьшить количество утечек.

В электронике ток утечки относится к непреднамеренной потере энергии от конденсатора. Конденсатор - это пассивный электрический компонент, который может создавать электрическое поле и накапливать энергию.Конденсатор разряжается медленно все время, так как небольшое количество электрического тока постоянно проходит через электронные компоненты конденсатора, включая транзисторы и диоды. Даже когда конденсатор выключен, через него проходит небольшое количество тока, что вызывает проблему. Ток утечки в электронике также может относиться к току, который протекает через заземляющий проводник.

Для устройств бытовой электроники ток утечки может относиться к устройству, потребляющему электрический ток, даже когда оно выключено.Некоторые устройства, такие как сотовые телефоны, будут потреблять немного тока, даже если батарея уже полностью заряжена. Некоторые другие заряженные от батареи устройства могут потреблять немного энергии даже в режиме ожидания, что также называется током утечки. Это одна из причин, почему эксперты рекомендуют отключать зарядные устройства для сотовых телефонов и другие устройства, когда они не используются; со временем эта текущая утечка может накапливаться и увеличивать счета за электроэнергию.

,

Что такое ток утечки? - Power Electronic Tips

Ток утечки неожиданно протекает почти во всех цепях, даже когда питание отключено. Утечка тока не ограничивается электроникой, компьютерами или небольшими сигнальными цепями и может быть обнаружена в промышленном оборудовании и трехфазных проводных установках. Некоторый ток всегда найдет путь к земле, будь то через заземляющую изоляцию, которая должна защищать проводку в электрической установке в проводке промышленного оборудования, или же ток течет через слабые диэлектрические изоляторы внутри конденсаторов, которые подразумеваются как байпас или защита цепи.Возможно даже незначительное количество тока протекать через альтернативные пути, устройства защиты цепи и изоляторы всех видов.

Ток утечки становится проблемой, когда он влияет на производительность или расходует энергию, когда эффективное управление питанием является приоритетом. В вычислительной технике это может повлиять на производительность, поскольку компьютеры состоят из миллионов или триллионов транзисторов, которые по существу используются

Рисунок 1: клещи или амперметр обнаруживают и измеряют широкий диапазон переменного тока в проводнике.(Источник: Fluke)

как электронные переключатели. Поскольку технология создает меньшие и более эффективные транзисторы, ток утечки становится большей проблемой по сравнению с тем, когда изолирующие барьеры становятся легче проникающими. (Транзисторы могут становиться меньше, но электронов нет, и поэтому потеря мощности из-за утечки тока была увеличена благодаря прогрессу все меньших узлов в полупроводниковой технологии. В большинстве случаев ток утечки нежелателен.

Ток утечки может создавать постоянную потерю энергии, и в кругах потребителей конечный пользователь называется потерей силы вампира; ответ на который должен отключить зарядные устройства, когда они не используются.Однако потеря мощности - это не единственная проблема, которую может создать ток утечки. Ток может протекать из одной цепи в другую, если ток утечки находит легкий путь к земле и может усугубляться при различных условиях окружающей среды, таких как температура, или при сигналах, работающих на высоких частотах.

Ток утечки - это факт жизни. Тем не менее, его можно смягчить, используя лучшие методы проектирования, различные материалы или компоненты и лучшие изоляторы. Если есть подозрение на проблему с током утечки (например,Например, прибор всегда шокирует вас, или, по-видимому, происходит чрезмерное энергопотребление при выключенном выключателе питания), вы можете определить источник тока утечки с помощью испытаний и измерений. Если величина тока утечки незначительна, возможно, вам не стоит тратить время на то, чтобы уменьшить ток утечки. На макроуровне (например, электропроводка в доме) вы можете использовать амперметр, чтобы отследить источник тока, когда выключатель питания выключен. Амперметр должен быть откалиброван, очищен и использован в соответствии с инструкциями для проверки возможных проводников, включая непредвиденные пути, такие как водопроводные трубы или заземленное экранирование на кабелях.Однако для электронных схем на печатных платах для этой задачи может потребоваться более сложное оборудование, такое как осциллограф. Во всех случаях не забывайте проверять неожиданные проводники, в том числе изоляторы, которые могут обеспечить путь к земле.

,

Смотрите также