Введение
Электрический стандарт, предназначенный для защиты от поражения электрическим током.
Сверхнизкое напряжение (СНН) является напряжением электроснабжения и входит в диапазон низкого напряжения, характеризующийся низким риском опасного поражения электрическим током. Существуют различные стандарты, определяющие сверхнизкое напряжение. Международная электротехническая комиссия (МЭК) и британский IET (BS 7671:2008) определяют устройство или цепь СНН как систему, в которой электрический потенциал между двумя проводниками или между проводником и землей не превышает 120 вольт (В) для постоянного тока (DC) без пульсаций или 50 вольт (действующее значение переменного тока, RMS) для переменного тока (AC). МЭК и IET также определяют различные типы систем сверхнизкого напряжения, например, разделенное сверхнизкое напряжение (SELV), защищенное сверхнизкое напряжение (PELV) и функциональное сверхнизкое напряжение (FELV). Эти системы могут питаться от различных источников, включая генераторные установки, трансформаторы, импульсные блоки питания или аккумуляторные батареи. SELV, PELV и FELV различаются по характеристикам безопасности, параметрам питания и рабочему напряжению. Некоторые типы ландшафтного освещения используют системы SELV/PELV (сверхнизкого напряжения). Современные аккумуляторные ручные инструменты относятся к категории SELV. В более тяжелых условиях эксплуатации для дальнейшего снижения риска может быть указано напряжение переменного тока 25 В или постоянного тока 60 В (без пульсаций). Более низкое напряжение может применяться во влажных или проводящих средах, где потенциал поражения электрическим током еще выше. Эти системы должны соответствовать требованиям безопасности SELV/PELV (СНН).
Защищенное сверхнизкое напряжение (PELV)
IEC 61140 определяет систему PELV как "электрическую систему, в которой напряжение не может превышать ELV в нормальных условиях и в условиях одиночной неисправности, за исключением замыканий на землю в других цепях". Цепь PELV требует только защитной изоляции от всех цепей, кроме SELV и PELV (то есть от всех цепей, которые могут нести более высокое напряжение), но может иметь соединения с другими системами PELV и с землей (заземлением). В отличие от цепи SELV, цепь PELV может иметь защитное заземление (заземление). Как и в случае с SELV, цепь PELV требует конструкции, гарантирующей низкий риск случайного контакта с более высоким напряжением. Для трансформатора это может означать, что первичная и вторичная обмотки должны быть разделены усиленной изоляцией, проводящим экраном с защитным заземлением, или что вторичная обмотка сама имеет заземленный вывод, чтобы любое замыкание между первичной и вторичной обмотками приводило к автоматическому отключению. (Принцип двойного отказа для возникновения опасности требует либо одновременного отказа основной и дополнительной изоляции, либо отказа основной изоляции и соединения с защитным заземлением.) Типичным примером цепи PELV является компьютер в металлическом корпусе с блоком питания класса I.
Функциональное сверхнизкое напряжение (FELV)
Термин "функциональное сверхнизкое напряжение" (FELV) описывает любую другую схему сверхнизкого напряжения, которая не удовлетворяет требованиям к схемам SELV или PELV. Хотя в части схемы FELV используется сверхнизкое напряжение, она недостаточно защищена от случайного контакта с более высоким напряжением в других частях схемы. Следовательно, требования к защите, предъявляемые к более высокому напряжению, должны применяться ко всей цепи. Примеры схем FELV включают схемы, генерирующие сверхнизкое напряжение с помощью полупроводникового устройства, потенциометра или автотрансформатора. Типичным примером является электронный тостер, в котором электронная схема таймера питается от сверхнизкого напряжения, полученного от отвода на нагревательном элементе. Другой пример – сигнализация СНН (сверхнизкого напряжения) между дымовыми извещателями, питающимися от сети, при этом сигнальное напряжение отсчитывается относительно нейтрали. В таких случаях части схемы сверхнизкого напряжения должны быть заключены в корпус или изолированы в соответствии со стандартами, применяемыми к сетевому напряжению.
UK Сниженное низкое напряжение (RLV)
IET / BSI (BS 7671) также определяет пониженное низкое напряжение (RLV), которое может быть однофазным или трехфазным переменного тока. Эта система используется на строительных площадках на протяжении многих лет как в однофазной, так и в трехфазной конфигурациях. Однофазное напряжение составляет 110 В переменного тока, при этом наличие "центральной заземленной точки" снижает напряжение до земли до 55 В переменного тока. Трехфазная система имеет напряжение 110 В между фазами и 63 В между фазой и нейтралью/землей. Это напряжение системы незначительно превышает предел ELV, но по-прежнему широко используется для питания ручных электроинструментов и временного освещения во взрывоопасных зонах. Поскольку система запитывается от трансформатора, напряжение при замыкании на землю снижается ниже уровня ELV.
Автономные энергосистемы
Кабели для систем ELV, например, в системах электроснабжения удаленных районов (RAPS), разрабатываются для минимизации потерь энергии и обеспечения максимальной безопасности. Более низкое напряжение требует большего тока для передачи той же мощности. Увеличение тока приводит к большим потерям на сопротивлении в кабелях. Поэтому при выборе сечения кабеля необходимо учитывать максимальную нагрузку, падение напряжения в кабеле и допустимую токовую нагрузку. Падение напряжения обычно является основным рассматриваемым фактором, но допустимая токовая нагрузка не менее важна при коротких линиях с высоким током, например, между аккумуляторной батареей и инвертором. В системах ELV постоянного тока существует риск возникновения электрической дуги, и некоторые типы предохранителей, способные вызвать нежелательную дугу, включают полузакрытые, с возможностью повторного использования и автомобильные предохранители. Вместо них для RAPS рекомендуется использовать предохранители с высокой отключающей способностью и автоматические выключатели соответствующего номинала. Кабельные соединения и подключения должны выполняться правильно, чтобы избежать возникновения дуги, и пайка не рекомендуется.
Регламенты
Точные определения "сверхнизкого напряжения" приведены в действующих правилах электромонтажных работ в соответствующем регионе.
Европейский союз
В соответствии с DIN EN 61140:2016, глава 4.2, таблица 1 (немецкая версия европейского стандарта 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 аналогично определению, представленному в IEC 61140:2016. Директивы Европейского Союза, в свою очередь, не определяют сверхнизкое напряжение. Ближайшим к этой концепции является Директива о низком напряжении (2014/35/EU), которая применяется к диапазону от 50 В переменного тока / 75 В постоянного тока до 1000 В переменного тока / 1500 В постоянного тока. Директива об общей безопасности продукции (2001/95/EC) охватывает потребительские товары с напряжением ниже 50 В переменного тока или ниже 75 В постоянного тока. Директива распространяется только на электрическое оборудование, но не на напряжения внутри оборудования или напряжения в электрических компонентах.
МЭК
IEC 61140:2016, основная публикация по безопасности, определяет ELV как ≤ 50 В переменного тока и ≤ 120 В постоянного тока без пульсаций. IEC 60364-4-41:2017, групповая публикация по безопасности, определяет ELV как ≤ 50 В переменного тока и ≤ 120 В постоянного тока без пульсаций.
Австралия и Новая Зеландия
Правила проводки 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) определяется как: "напряжение, не превышающее 42,4 В пикового значения или 60 В постоянного тока [AS/NZS 60950.1:2003]", и добавляется примечание: "Это определение отличается от определения ELV, содержащегося в AS/NZS 3000:2000", которое больше соответствует пределам напряжения телекоммуникационной сети (TNV), то есть 120 В постоянного тока или 70,7 В переменного тока пикового значения (50 В переменного тока), что учитывает напряжение телефонного сигнала на номинальном источнике питания −48 В постоянного тока, которое может встречаться на телефонной линии и не считается опасным. В то время как 120 В переменного тока без ограничения тока источника может вводить в тело человека ток силой 115 мА, что может привести к фибрилляции сердца.
Бразилия
В Бразилии ELV (Extra baixa tensão или EBT на португальском языке) официально определена в Регулирующем стандарте № 10 бразильского Министерства труда и занятости как любое напряжение "не превышающее 50 вольт переменного тока или 120 вольт постоянного тока". Хотя этот стандарт определяет правила безопасности для электроэнергии, Регулирующий стандарт № 12 требует еще более низкого напряжения для устройств запуска и остановки на машинах и оборудовании, изготовленных начиная с марта 2012 года, указывая, что оно не должно превышать 25 вольт переменного тока или 60 вольт постоянного тока.