Что такое сверхнизкое напряжение

Сверхнизким напряжением (СНН) называют такое, которое не представляет опасности для животных и человека. Сфер для его применения много: медицинское оборудование, питание ламп и инструментов в местах с повышенной пожарной опасностью, в качестве защитного напряжения, в детекторах закладных устройств, при передаче данных и так далее.

Что является малым напряжением

Какое напряжение считают сверхнизким

Максимально допустимые значения сверхнизких напряжений строго определены в ГОСТ 30331.1–2013.  Эти сети работают либо на постоянном токе с напряжением не выше 120 В, либо на переменном с напряжением до 50 В. При проектировании сетей СНН основной акцент ставится на их безопасности. Перед вводом в эксплуатацию они строго тестируются. Никакая поломка или внештатная ситуация не должна приводить к превышению пороговых значений допустимых напряжений.

Особенности и характеристики СНН

Источники сверхнизких напряжений

Не всякие источники питания годятся для использования в сетях СНН. К работе допускаются только:

• Электрохимические, например, гальванические батарейки или автомобильные аккумуляторы.
• Независимые от общей высоковольтной сети источники, например, дизельные, газовые, бензиновые и прочие генераторы.
• Цифровые регулируемые источники питания, например, лабораторные блоки питания. При этом оговаривается, что физический контакт человека с запитанной шиной оборудования должен быть безопасным даже в случае его поломки.
• Разделительные трансформаторы, характеристики которых не противоречат нормам, описанным в МЭК 61558–2–6.
• Другие источники питания, которые по степени безопасности можно сравнить с разделительными трансформаторами.

Источники СНН

В сетях, в которых используется сверхнизкое напряжение, запрещены автотрансформаторы, так как их первичные и вторичные обмотки объединены не только магнитной, но и электрической связью и выходит, что сеть все же подключается к общей высоковольтной линии.

Классификация СНН согласно ПУЭ

Технические требования, которые выдвигаются к электроустановкам сверхнизкого напряжения, тесно связаны с их классификацией. Это разделение отображено в Правилах устройств электроустановок (ПУЭ). Документ представляет собой сборник нормативов. Состоит он из множества глав. ПУЭ не раз пересматривались. В России действуют 6 и 7 издание. Стоит отметить, что Правила устройств электроустановок не признаны официальным документом стандартизации.

Нормативные документы

Согласно ПУЭ 7, сверхнизкое или малое напряжение делится на такие типы:

• Сверхнизкое постоянное напряжение (СНПН) не превышающее 50 В. Чаще всего используется в медицине, научной деятельности и для построения систем сигнализации.
• Сверхнизкое переменное напряжение (СНВН) часто применяется в светотехнике, но может быть использовано и в других низковольтных системах, например, для питания сенсоров или датчиков. Его амплитуда не должна превышать 50 В, а частота 3 кГц.
• Сверхнизкое промежуточное напряжение (СНПН П) с диапазоном от 50 до 120 В. Используется для питания мощных промышленных установок.
• Сверхнизкое промежуточное переменное напряжение (СНВН П) можно встретить в автоматике и коммутируемых системах. Оно имеет частоту ниже 400 Гц и находится в пределах от 50 до 120 В.

Системы защитного и безопасного сверхнизкого напряжения

Система сверхнизкого защитного напряжения (ЗСНН) выполняет функцию защиты от поражения электрическим током. Малое напряжение используется в сочетании с автоматическим отключением устройств в случае аварийной ситуации. Система безопасного защитного напряжения (БСНН) тоже основывается на принципе использования низкого вольтажа, но в качестве дополнительной меры защиты используется разделение электрических цепей. При проектировании БСНН открытые токопроводящие части не обязаны подключаться к заземлению. Исключением является риск возникновения напряжения, превышающего допустимые границы, или необходимость подключения к проводящим ток частям других систем.

Правила использования на рабочих местах ЗСНН и БСНН описаны в ГОСТ Р 50571.4.41, который основан на стандарте МЭК 60364–4–41:2005.

Схемы систем безопасности

Требования к системам сверхнизкого малого напряжения

Сверхнизкое малое напряжение (СНМН) не может быть выше 42 В в цепи переменного тока и 60 В в цепи постоянного тока. Системы СНМН обладают нулевой опасностью для людей. Даже при непосредственном контакте с оголенным проводом питания последствий для здоровья, как правило, не возникает. СНМН часто используют в местах с повышенным риском возникновения взрывов и пожаров. Именно поэтому необходимо контролировать соблюдение требований к предельной частоте и вольтажу такого оборудования, тестировать низковольтные установки и сети на этапе их проектирования.

В ПУЭ 7 предъявляются следующие требования к низковольтным системам:

• Необходимо использовать изоляцию, оголенных проводов быть не должно.
• При напряжении 25 В переменного тока и 60 В постоянного тока обеспечивают защиту от случайного прикосновения, например, в виде специальных ограждений.
• Чтобы свести к минимуму вероятность появления разности потенциалов между землей и установкой, в конструкции необходимо предусмотреть заземление и нулевой защитный проводник.
• Обязательно наличие защиты по предельно допустимому току. Если сила тока начинает превышать нормативное значение, устройство должно сообщить об аварийной опасности и выключиться.
• На все элементы, относящиеся к системе СНМН, должна наноситься соответствующая маркировка.
• Регулярное техническое обслуживание оборудования, которое работает на сверхнизком напряжении, помогает избежать большинства несчастных случаев на производстве.

Монтаж слаботочки

Помимо обозначенных в предыдущем пункте требований, важно соблюдать и рекомендации по монтажу низковольтного оборудования:

• Чтобы потерь в линиях связи было меньше, соединительный кабель должен обладать низким сопротивлением.
• Все провода должные быть экранированными. Соблюдение этого правила помогает снизить количество помех от электромагнитных наводок.
  

  Экранированные провода
• Правильно организованное заземление поможет уберечь аппаратуру от накопления статики и перенапряжения сети.
• Следует учитывать физические условия размещения оборудования: температуру, влажность, количество пыли в производственном помещении.
• Аппаратура должна иметь защиту от механических повреждений.
• Установка фильтров и стабилизаторов убережет технику от помех и различных скачков в сети питания.
• Обязательно должна быть инструкция с правилами эксплуатации устройства.
• Источник питания должен быть расположен как можно ближе к потребителю. Низковольтный сигнал довольно быстро затухает. Практичнее всего использование 12, 36 и 42 В при проектировании переносных устройств.
• Части цепей СНН, по которым проходит ток, необходимо изолировать от проводников с более высоким вольтажом. Степень надежности этого разделения должна быть такой же, как и у обмоток безопасного трансформатора.
• Вилки низковольтного оборудования не должны подходить к розеткам с более высоким напряжением, чтобы исключить неправильное подключение прибора.
  

  Вилка и розетка для малого напряжения

Примеры применения низких напряжений

Системы сигнализации, видеонаблюдения, контроля и управления доступом — все это слаботочные, низковольтные сети, которые позволяют добиваться автономности при использовании компактных источников питания, например, аккумуляторов. Датчики, камеры и сканеры не потребляют много энергии.

Популярная сейчас система «умный дом» тоже основана на использовании сверхнизких напряжений, которые безопасны для людей. Низкий вольтаж применяется при передаче данных. Соединение роутера с оборудованием провайдера и телефонная связь — это тоже примеры использования СНН. Планшеты, смартфоны, умные часы и другие портативные устройства питаются от небольших батарей малой мощности, что довольно безопасно.

Компактные источники питания с низким вольтажом помогли совершить прорыв в медицине. Современные кардиостимуляторы не доставляют пациенту практически никаких неудобств.

Сфера применения СНН

Установка светильников или другого электрооборудования в помещениях с повышенной опасностью пожаров и взрывов также требует применения сверхнизких напряжений. Малое напряжение может применяться как отдельный тип защиты, так и в комплексе с другими методами повышения безопасности рабочих мест. Требование в случае компоновки разных систем только одно: они не должны влиять на работу друг на друга.

Видео по теме