.JPG/1280px-Extra_low_voltages_(third_safety_class).JPG)
Сверхнизкое напряжение ( ELV ) — это напряжение электропитания , которое является частью диапазона низкого напряжения [1] в диапазоне, который несет низкий риск опасного поражения электрическим током . [2] [3] [4] [5] Существуют различные стандарты, которые определяют сверхнизкое напряжение. Международная электротехническая комиссия (IEC) и UK IET ( BS 7671 :2008) определяют устройство или цепь ELV как такое, в котором электрический потенциал между двумя проводниками или между электрическим проводником и землей (землей) не превышает 120 вольт (В) для постоянного тока без пульсаций (DC) или 50 В RMS ( среднеквадратичное значение вольт) для переменного тока (AC).
IEC и IET продолжают определять фактические типы систем сверхнизкого напряжения, например, разделенное сверхнизкое напряжение (SELV), защищенное сверхнизкое напряжение (PELV), функциональное сверхнизкое напряжение (FELV). Они могут питаться от источников, включая двигатель/генераторные установки на ископаемом топливе, трансформаторы, коммутируемые блоки питания или перезаряжаемые батареи. SELV, PELV, FELV различаются различными свойствами безопасности , характеристиками питания и расчетными напряжениями.
Некоторые типы ландшафтного освещения используют системы SELV / PELV (сверхнизкое напряжение). Современные ручные инструменты на батарейном питании попадают в категорию SELV. В более тяжелых условиях может быть указан переменный ток 25 В RMS или постоянный ток 60 В (без пульсаций) для дальнейшего снижения опасности. Более низкое напряжение может применяться во влажных или проводящих условиях, где существует еще большая вероятность поражения электрическим током. Эти системы по-прежнему должны соответствовать спецификациям безопасности SELV / PELV (ELV).
IEC определяет систему SELV как «электрическую систему, в которой напряжение не может превышать ELV при нормальных условиях и в условиях единичного замыкания, включая замыкания на землю в других цепях». Аббревиатура может по-разному обозначать безопасное сверхнизкое напряжение или разделенное сверхнизкое напряжение . Общепринято, что аббревиатура: BS EN 60335 и IEC называют ее безопасным сверхнизким напряжением , в то время как разделенное сверхнизкое напряжение (отделенное от земли) используется и определяется в стандартах по установке (например, BS 7671 ). [6]
Схема SELV должна иметь:
Безопасность схемы SELV обеспечивается
Конструкция цепи SELV обычно включает в себя изолирующий трансформатор , гарантированные минимальные расстояния между проводниками и электрические изоляционные барьеры. Электрические разъемы цепей SELV должны быть спроектированы таким образом, чтобы они не сопрягались с разъемами, обычно используемыми для цепей, не относящихся к SELV.
Типичные примеры для схемы SELV: декоративное наружное освещение, зарядное устройство класса III , работающее от источника питания класса II . Современные беспроводные ручные инструменты считаются оборудованием SELV.
Стандарт IEC 61140 определяет систему PELV как «электрическую систему, в которой напряжение не может превышать ELV при нормальных условиях и в условиях единичного замыкания, за исключением замыканий на землю в других цепях».
Цепь PELV требует только защитного разделения от всех цепей, отличных от SELV и PELV (т. е. всех цепей, которые могут выдерживать более высокие напряжения), но она может иметь соединения с другими системами PELV и землей.
В отличие от схемы SELV, схема PELV может иметь защитное заземление (заземление). Схема PELV, как и схема SELV, требует конструкции, которая гарантирует низкий риск случайного контакта с более высоким напряжением. Для трансформатора это может означать, что первичная и вторичная обмотки должны быть разделены усиленной изоляцией или проводящим экраном с защитным заземлением, или что сама вторичная обмотка должна иметь заземленную клемму, так что любое замыкание первичной и вторичной обмоток приведет к автоматическому отключению. (Принцип двойного замыкания на опасность требует, чтобы либо основная и дополнительная изоляция вышли из строя, либо основная изоляция и соединение с защитным заземлением вышли из строя одновременно до возникновения опасности.)
Типичным примером схемы PELV является компьютер в металлическом корпусе с источником питания класса I.
Термин функциональное сверхнизкое напряжение (FELV) описывает любую другую цепь сверхнизкого напряжения, которая не соответствует требованиям цепи SELV или PELV. Хотя часть цепи FELV использует сверхнизкое напряжение, она недостаточно защищена от случайного контакта с более высокими напряжениями в других частях цепи. Поэтому требования защиты для более высокого напряжения должны применяться ко всей цепи.
Примерами цепей FELV являются те, которые генерируют сверхнизкое напряжение через полупроводниковое устройство или потенциометр или автотрансформатор . Типичным примером является тостер с электронным управлением, где электронная схема таймера работает от сверхнизкого напряжения, получаемого от отвода на нагревательном элементе . Другим примером может быть сигнализация ELV между дымовыми извещателями с питанием от сети, при этом сигнальное напряжение относится к нейтрали питания. В таких случаях детали сверхнизкого напряжения должны быть закрыты или изолированы в соответствии со стандартом напряжения сети.
IET / BSI (BS 7671) также определяют пониженное низкое напряжение (RLV), которое может быть как однофазным, так и трехфазным переменным током. Эта система уже много лет используется на строительных площадках как в однофазной, так и в трехфазной конфигурации. Однофазное напряжение составляет 110 В переменного тока, хотя и имеет «заземление с центральным отводом», снижая напряжение на землю до 55 В переменного тока. Трехфазная система имеет 110 В между фазами и 63 В на нейтраль / землю. Это системное напряжение немного превышает предел ELV, но все еще очень часто используется для ручных инструментов с питанием от шнура и временного освещения в опасных зонах. Поскольку оно выводится из трансформатора, выставляемое напряжение во время замыкания на землю снижается ниже уровня ELV.
Кабели для систем ELV, например, в системах электроснабжения удаленных районов (RAPS), предназначены для минимизации потерь энергии при максимальной безопасности. Более низкие напряжения требуют более высокого тока для той же мощности. Более высокий ток приводит к большим резистивным потерям в кабелях. Поэтому при выборе размера кабеля необходимо учитывать максимальный спрос, падение напряжения на кабеле и пропускную способность по току . Падение напряжения обычно является основным рассматриваемым фактором, но пропускная способность по току также важна при рассмотрении коротких, сильноточных участков, например, между аккумуляторной батареей и инвертором.
Дугообразование является риском в системах постоянного тока ELV, и некоторые типы предохранителей, которые могут вызывать нежелательное дугообразование, включают полузакрытые, перестраиваемые и автомобильные типы предохранителей. Вместо этого для RAPS рекомендуются предохранители с высокой разрывной способностью и автоматические выключатели с соответствующим номиналом. Оконцовка и соединения кабелей должны быть выполнены надлежащим образом, чтобы также избежать дугообразования, а пайка не рекомендуется.
Точные определения «сверхнизкого напряжения» приведены в действующих в регионе правилах электромонтажа.
Согласно DIN EN 61140:2016, глава 4.2, таблица 1 (немецкая версия стандарта ЕС EN 61140), сверхнизкое напряжение (≤ 50 В переменного тока или ≤ 120 В постоянного тока) определяется как подкатегория низкого напряжения (≤ 1000 В переменного тока или ≤ 1500 В постоянного тока). Это похоже на определение, приведенное в IEC 61140:2016. [7]
С другой стороны, директивы Европейского союза не определяют сверхнизкое напряжение. Ближе всего к этой концепции они подходят в Директиве о низком напряжении (2014/35/EU), [8] которая применяется к диапазону между 50 В переменного тока / 75 В постоянного тока и 1000 В переменного тока / 1500 В постоянного тока. Директива о безопасности общей продукции (2001/95/EC) охватывает потребительские товары с напряжением ниже 50 В для переменного тока или ниже 75 В для постоянного тока. [8] Директива распространяется только на электрооборудование, а не на напряжения, возникающие внутри оборудования, или напряжения в электрических компонентах.
Стандарт IEC 61140:2016, «Основные положения по безопасности», определяет предельное напряжение как ≤ 50 В среднеквадратичного значения переменного тока и ≤ 120 В постоянного тока без пульсаций.
В стандарте IEC 60364-4-41:2017, «Групповая публикация по безопасности», предельное напряжение определяется как ≤ 50 В среднеквадратичного значения переменного тока и ≤ 120 В постоянного тока без пульсаций.
Правила электропроводки AS/NZS 3000 определяют «сверхнизкое напряжение» как «не превышающее 50 В переменного тока или 120 В постоянного тока без пульсаций». Однако в пункте 3.1.78.1 AS/ACIF S009 «Сверхнизкое напряжение (ELV)» указано: «напряжение, не превышающее 42,4 В пикового значения или 60 В постоянного тока [AS/NZS 60950.1:2003]» и добавлено примечание: «Это определение отличается от определения ELV, содержащегося в AS/NZS 3000:2000», которое более тесно связано с пределами напряжения телекоммуникационной сети (TNV) ... т. е. 120 В постоянного тока или 70,7 В переменного тока пикового значения (50 В среднеквадратичного значения переменного тока)», что соответствует напряжению телефонного звонка на номинальном источнике питания батареи постоянного тока −48 В, которое может встречаться на телефонной линии и не считается опасным, в то время как 120 В переменного тока без ограничения тока в своем источнике может подавать человеку ток силой 115 мА, что приводит к фибрилляции сердца.
В Бразилии ELV ( Extra-baixa tensão или EBT на португальском языке ) официально определено в нормативном стандарте № 10 Министерства труда и занятости Бразилии как любое напряжение, «не превышающее 50 вольт переменного тока или 120 вольт постоянного тока». [9] Хотя этот стандарт определяет правила безопасности для электричества, нормативный стандарт № 12 требует еще более низкого напряжения для устройств запуска и остановки на машинах и оборудовании, произведенных с марта 2012 года и далее, утверждая, что оно не должно превышать 25 вольт переменного тока или 60 вольт постоянного тока [10]