3.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Устройства защитного отключения, реагирующие на дифференциальный ток, наряду с устройствами защиты от сверхтока, относятся к дополнительным видам защиты человека от поражения при косвенном прикосновении, обеспечиваемой путем автоматического отключения питания. Защита от сверхтока (при применении защитного зануления) обеспечивает защиту человека при косвенном прикосновении - путем отключения автоматическими выключателями или предохранителями поврежденного участка цепи при коротком замыкании на корпус.
При малых токах замыкания, снижении уровня изоляции, а также при обрыве нулевого защитного проводника зануление недостаточно эффективно, поэтому в этих случаях УЗО является единственным средством защиты человека от электропоражения.
В основе действия защитного отключения, как электрозащитного средства, лежит принцип ограничения (за счет быстрого отключения) продолжительности протекания тока через тело человека при непреднамеренном прикосновении его к элементам электроустановки, находящимся под напряжением (рис. 3.1). Из всех известных электрозащитных средств УЗО является единственным, обеспечивающим защиту человека от поражения электрическим током при прямом прикосновении к одной из токоведущих частей.
Рис 3.1. График областей физиологического действия на человека переменного тока (50-60 Гц) по МЭК 479-94, гл. 2,3 и времятоковые характеристики УЗО:
1 - неощутимые токи; 2 - ощутимые, но не вызывающие физиологических нарушений; 3 - ощутимые, но не вызывающие опасность фибрилляции сердца; 4 - ощутимые, вызывающие опасность фибрилляции сердца (вероятность <5%); 5 - ощутимые, вызывающие опасность фибрилляции сердца (вероятность <50%); 6 - ощутимые, вызывающие опасность фибрилляции сердца (вероятность >50%); А и В - времятоковые характеристики УЗО (I D n =10mA и I D n =30mA)
Другим, не менее важным свойством УЗО является его способность осуществлять защиту от возгораний и пожаров, возникающих на объектах вследствие возможных повреждений изоляции, неисправностей электропроводки и электрооборудования.
По данным ВНИИПО МВД РФ более трети всех пожаров происходят по причине возгорания электропроводки в результате нагрева проводников по всей длине, искрения, горения электрической дуги на каком-либо элементе, вызванных токами короткого замыкания.
Короткие замыкания, как правило, развиваются из дефектов изоляции, замыканий на землю, утечек тока на землю. УЗО, реагируя на ток утечки на землю или защитный проводник, заблаговременно, до развития в короткое замыкание, отключает электроустановку от источника питания, предотвращая тем самым недопустимый нагрев проводников, искрение, возникновение дуги и возможное последующее возгорание.
В отдельных случаях энергии, выделяемой в месте повреждения изоляции при протекании токов утечки, достаточно для возникновения очага возгорания и, как следствие, пожара. По данным различных отечественных и зарубежных источников, локальное возгорание изоляции может быть вызвано довольно незначительной мощностью, выделяемой в месте утечки. В зависимости от материала и срока службы изоляции эта мощность составляет всего 40-60 Вт. Это означает, что своевременное срабатывание УЗО противопожарного назначения с уставкой 300 мА предупредит выделение указанной мощности, и, следовательно, не допустит возгорания.
Первое устройство защитного отключения было запатентовано германской фирмой RWE (Rheinisch-Westfalisches Elektrizitatswerk AG) в 1928 г. (DRP № 552 678 от 08.04.28). Впервые принцип токовой дифференциальной защиты, ранее применявшийся для защиты генераторов, линий и трансформаторов, был применен для защиты человека от поражения электрическим током.
В 1937 г. фирма Schutzapparategesellschaft Paris & Co. изготовила первое действующее устройство на базе дифференциального трансформатора и поляризованного реле, имевшее чувствительность 0,01 А и быстродействие 0,1 с. В том же году с помощью добровольца - сотрудника фирмы, было проведено испытание УЗО. Эксперимент закончился благополучно, устройство сработало четко, доброволец испытал лишь слабый удар электрическим током, хотя и отказался от участия в дальнейших опытах.
Все последующие годы, за исключением военных и первых послевоенных, велась интенсивная работа по изучению действия электрического тока на организм человека, разработке электрозащитных средств и в первую очередь - совершенствованию и внедрению УЗО.
В 70-х годах, в нашей стране активно велись научно-исследовательские, экспериментальные и опытно-конструкторские работы по созданию и внедрению в широкую практику УЗО. На нескольких предприятиях было освоено производство УЗО, к сожалению, в малых объемах. Большое значение имело осуществленное в 80-е годы оборудование ряда школ страны устройствами УЗОШ (школьное). Это устройство до сих пор производит Гомельский завод "Электроаппаратура". Этот завод выпускает также устройства ЗОУП-25 (для сельскохозяйственного электрооборудования), УЗО-В (устройство разрабатывалось первоначально как УЗО-вилка - для подключения стиральных машин).
При реконструкции гостиницы "Россия" после печально известного пожара все гостиничные номера были оборудованы отечественными УЗО, изготовленными по специальному заказу одним из оборонных предприятий.
В 1960-70 гг. во всем мире, в первую очередь в странах Западной Европы, Японии, США началось активное внедрение УЗО в широкую практику.
В настоящее время сотни миллионов УЗО успешно, о чем свидетельствует официальная статистика, защищают жизнь и имущество граждан Франции, Германии, Австрии, Австралии и других стран от электропоражений и пожаров.
УЗО давно стало привычным и обязательным элементом любой электроустановки промышленного или социально-бытового назначения.
УЗО является обязательным элементом любого распределительного щита, этими устройствами оборудованы в обязательном порядке все передвижные объекты (жилые домики-прицепы на кемпинговых площадках, торговые фургоны, фургоны общественного питания, малые временные электроустановки наружной установки, например, устраиваемые на площадях на время праздничных гуляний), ангары, гаражи.
УЗО встраивают в розеточные блоки или вилки, через которые подключаются электроинструмент или бытовые электроприборы, эксплуатируемые в особоопасных - влажных, пыльных, с проводящими полами и т.п. помещениях.
Страховые компании при оценке риска, определяющего страховую сумму, обязательно учитывают наличие на объекте страхования УЗО и их техническое состояние.
В настоящее время на каждого жителя указанных стран приходится в среднем по два УЗО. Тем не менее, десятки фирм на протяжении многих лет стабильно, в значительных количествах производят эти устройства самых различных модификаций, постоянно совершенствуя их технические параметры.
Следует отметить, что термин "устройство защитного отключения - УЗО", принятый в отечественной специальной литературе, наиболее точно определяет назначение данного устройства и его отличие от других коммутационных электрических аппаратов - автоматических выключателей, выключателей нагрузки, магнитных пускателей и т.д.
За рубежом приняты следующие обозначения:
- В Германии, Австрии - Fehlerstrom-Schutzschalter (Fehlerstrom-Schutzeinrichtung). Сокращенно: FI-Schutzschalter (F-Fehler - повреждение, неисправность, утечка, I - символ тока в электротехнике, Schutzschalter - защитный выключатель, Schutzeinrichtung - защитное устройство);
- Во Франции - DD - disjoncteur differentiel (дифференциальный выключатель);
- В Великобритании - e.l.c.b. (earth leakage circuit breaker - выключатель тока утечки на землю);
- В США - GFCI (Ground Fault Circuit Interrupter - размыкатель тока утечки на землю).
Таблица 3.1
| RCD | residual current protective device - защитное устройство по дифференциальному (разностному) току (общее название УЗО) |
| PRCD | portable residual current protective device - переносное защитное устройство по дифференциальному току |
| PRCD-S | portable residual current protective device-safety - переносное защитное устройство по дифференциальному току (в кабеле удлинителе) |
| SRCD | fixed socket outless residual current protective device - защитное устройство по дифференциальному току (встроенное в розетку) |
| RCCB | residual current operated circuit-breakers without integral overcurrent protection - защитное устройство по дифференциальному току без встроенной защиты от сверх токов |
| RCBO | residual current operated circuit-breakers with integral overcurrent protection - защитное устройство по дифференциальному току со встроенной защиты от сверх токов |
| RCM | residual current monitor - устройство контроля дифференциального тока (тока утечки) |
В настоящее время действует международная классификация УЗО, разработанная международной электротехнической комиссией (МЭК) - (табл. 3.1).
Принято общее название - RCD - residual current protective device.
Точный перевод - защитное устройство по разностному (дифференциальному) току.
Примечание.
Очень часто, даже в стандартах, встречается перевод слова "residual" как "остаточный", что вызывает различные недоразумения, поскольку в отечественной электротехнической терминологии нет термина "остаточный ток".
Другая неточность, также вкравшаяся в стандарты, это определение УЗО, как "устройства, управляемого остаточным током". Здесь нарушена элементарная причинно-следственная связь. Устройство не управляется этим током, а реагирует на него!
В последних отечественных стандартах (серии ГОСТ Р 51326, 51327) также нарушена терминология: в отличие от принятого в основном стандарте (ГОСТ Р 50807-95) определения, УЗО называется то выключатель дифференциального тока - ВДТ, то автоматический выключатель дифференциального тока - АВДТ, что вводит в заблуждение специалистов.
Часто применяется другое, не соответствующее стандартам название УЗО - "дифференциальный выключатель". Это название распространилось из переведенных не специалистами-электриками проспектов зарубежных фирм и относится к "УЗО со встроенной защитой от сверхтоков".
Предназначено для предотвращения опасного воздействия на человека и животных электрического тока при прикосновении к токоведущим и другим частям приборов и электроустановок, находящихся под напряжением. Следующей важной функцией устройства является предупреждение возгораний при появлении токов утечки на землю. Защитное действие проявляется в отключении питающей сети при следующих ситуациях:
- замыкание корпуса электроприбора, находящегося под напряжением, через тело на землю;
- контакт токоведущих элементов с заземленными нетоковедущими частями электроустановок в результате повреждения изоляции;
- перемена заземляющего (PE) и нулевого (N) проводников в электрической схеме.
УЗО также защищает сети от скачков напряжения. Для этого к нейтрали на входе прибора и фазе на выходе подключается нелинейное сопротивление. Дифференциальный ток протекает по нему при увеличении напряжения выше 270 В, после чего УЗО отключается.
Защитные устройства отличаются по типам и принципам работы. Одним из наиболее практичных является УЗО селективное, обеспечивающее целевое отключение групп нагрузок. Его особенностью является заниженная скоростная характеристика срабатывания (тип S или G). Он устанавливается ближе к источнику, имеет номинал дифференциального тока срабатывания 100 или 300 мА и гарантирует, что первым отключится следующее обычное УЗО, расположенное перед потребителем.
Таким образом, современная защита электросетей строится на выявлении неисправностей и отключения отдельных участков от работающих в нормальных режимах систем.
Как устроено УЗО?
УЗО также называют выключателем дифференциального тока. Назначение остается прежним: отключать цепь при появлении утечки тока. Основным элементом устройства является тороидальный трансформатор с несколькими витками нулевого и фазного проводов, включенных встречно. Результирующее магнитное поле при нормальной работе прибора остается равным нулю. Утечка в землю нарушает баланс, во вторичной обмотке возникает напряжение, при достижении которым определенной величины происходит отключение электрической цепи с помощью пускового и
Для УЗО нужна заземляющая шина РЕ. В противном случае, когда появляется потенциал на корпусе электроприбора из-за поврежденной изоляции, утечки тока нет, и при прикосновении к нему и заземленным металлическим частям (радиатор отопления, водопроводные трубы) можно получить ощутимый удар током. При этом защитное устройство сработает, но будет лучше, если это произойдет от утечки в землю.
Для надежной работы защитного устройства следует проложить заземление. При работе по такой схеме УЗО разорвет цепь еще до прикосновения к металлическому корпусу оборудования или бытовой техники.
Типы УЗО
УЗО классифицируются по выполняемым функциям:
- АС - реагирование на внезапно появляющийся или нарастающий постепенно переменный ток утечки.
- А - дополнительно срабатывает на постоянный пульсирующий дифференциальный ток, который может появляться неожиданно или нарастать постепенно.
- В - реагирование на постоянный и переменный пульсирующие токи утечки.
- S - селективное УЗО с дополнительной временной выдержкой на отключение.
- G - аналогично S, но с меньшей задержкой.
Какое УЗО выбрать?
Пульсирующий ток в бытовых условиях появляется от стиральных машин, диммеров освещения, телевизоров, компьютеров, электроинструментов и др. приборов с импульсными блоками питания. Отсутствие в приборах с тиристорным управлением существенно увеличили вероятность утечки постоянного или переменного пульсирующего тока. Поэтому, если раньше достаточно было установить тип АС, то теперь необходим тип А или В.
Где устанавливать УЗО?
- Общедоступные места в зданиях, где отсутствует повышенная опасность поражения током.
- В электрических цепях с возможной опасностью поражения током (помещения с влажностью выше нормы, группы розеток, бытовая техника и т. д.).
- На главном вводе для защиты от пожарной опасности. Обычно здесь устанавливают УЗО селективное.
- В этажных распределительных щитах, в квартирных щитках, в индивидуальных домах.
- В радиальных общее селективное УЗО и отдельные по отводящим линиям, с выбором параметров, гарантирующих избирательное срабатывание.
- На ближних ступенях защиты, например, 10 и 30 мА, 30 и 40 мА и т. п. маловероятна токовая избирательность действия УЗО из-за высокой скорости срабатывания. Для указанных значений она обеспечивается, если подобрать селективное УЗО 100мА, чтобы была еще выдержка по времени.
- По причине старения изоляции не всегда происходит постепенное увеличение токов утечки.
- При мгновенном нарастании тока утечки из-за пробоя изоляции может сработать любое обычное УЗО, последовательно расположенные в цепи. Это происходит в связи с быстрым и значительным превышением уставок сразу на нескольких ступенях защиты.
Необходимость использования селективных УЗО
УЗО селективное выполняет свою функцию противопожарной защиты, если применять модификации с временной задержкой - S или G. К ним предъявляются повышенные требования по устойчивости к коротким замыканиям, коммутационной способности, динамической и термической стойкости и т. д.
Обычно на главном вводе устанавливают селективное противопожарное УЗО на большой ток утечки.
УЗО нельзя применять в цепях, которые недопустимо внезапно отключать, так как это может привести к аварийным ситуациям (пожарная или охранная сигнализация, опасность для персонала и т. п.).
Кроме УЗО, токовую селективность должны иметь автоматические выключатели. Первыми должны срабатывать расположенные ближе к участку перегрузки или короткого замыкания. При этом автоматические выключатели срабатывают раньше, чем ток КЗ достигает предельного значения. Это необходимо для предотвращения перегрузки последовательно подключенных участков, поскольку ток проходит через контакты их защитных устройств.
Типы селективных УЗО
Для селективного УЗО важно выдержать паузу, чтобы успело сработать устройство общего типа, расположенное ниже по схеме. При этом устройство с временной задержкой отключения пропускает через себя ток утечки и не срабатывает. Интервал задержки у моделей может отличаться. У изделий с маркировкой S он составляет 0,15-0,5 с, например, УЗО 63а 100мА селективное, с возможностью настройки запаздывания. Выбор будет лучшим, если их устанавливать на входе питающего кабеля квартиры. У некоторых иностранных моделей имеются выдержки времени еще выше. Они предназначены на отключение цепи при возникновении пожарной опасности. Чем дольше будет отключаться защита, тем больше вероятность воспламенения изоляции.
При маркировке G устройство срабатывает в пределах 0,06-0,08 с. Прибор является достаточно быстрым по реакции на неполадки в сети. Его следует устанавливать ниже УЗО типа S селективное. При двухступенчатой защите оно может устанавливаться на главном вводе, поскольку быстродействие УЗО, подключенных ниже все-таки выше.
При наличии в сети нескольких групп нагрузок, перед каждой подключается отдельное защитное устройство, а на вход - селективное противопожарное УЗО. Тогда при неисправности одной из линий обесточится только она, а остальные останутся подключенными. При подобной схеме соединений проще обнаружить неисправность. Если обычное УЗО окажется неисправным или не реагирует на неполадки в схеме, тогда сработает селективное УЗО (300 мА или 100 мА) и отключит всю сеть.
Для обеспечения селективности нужна следующая настройка приборов:
- выставить время срабатывания селективного УЗО, если в нем предусмотрена такая возможность;
- установить требуемые параметры отключения в зависимости от величины тока утечки.
Характеристики отключения УЗО селективного действия должны по величине превышать остальные не менее чем в 3 раза. Только в этом случае устройство будет гарантированно срабатывать.
Параметры УЗО
Два временных параметра УЗО определяются российскими стандартами:
- время отключения - промежуток от появления отключающего тока утечки ∆i до момента гашения дуги;
- предельное время несрабатывания для устройства типа S - временной интервал между началом возникновения ∆i и размыканием контактов.
Последний параметр определяет селективность действия УЗО. Его предельная величина составляет 0,5 с. При этом следует учитывать, что для защиты людей размыкание должно происходить в течение 10-30 мс, для предотвращения возгорания изоляции - до 500 мс. УЗО типа S селективное широко применяется там, где нужно исключить ложные срабатывания от влияния помех или скачков напряжения.
По скорости отключения сети УЗО разделяются следующим образом:
- общего применения - без задержки;
- типа G - 10-40 мс;
- типа S - 40-500 мс.
Токи утечки всегда имеют место в электрических цепях. В сумме они не должны быть выше 1/3 от номинального ∆i устройства. Считается, что на 1 А нагрузки приходится 0,4 мА тока утечки потребителя, а на 1 м длины фазного провода - 10 мкА. Защитный прибор настраивается по величине суммарного тока естественной утечки. Если этого не делать, могут происходить частые ложные срабатывания. При этом следует учитывать, что устройство с ∆i=100 мА уже не защитит человека от поражения током.
При проектировании электросетей можно не указывать тип УЗО, пока эксперты не требуют. Но обосновать свой выбор заранее нужно. Важно, чтобы номинальный ток прибора был выше тока предполагаемой нагрузки. Кроме того, УЗО устанавливается только в общей паре с Можно установить один дифференциальный автомат вместо двух приборов. Он обойдется дешевле, но при этом следует правильно подобрать параметры.
УЗО защищает в двухпроводных сетях, где отсутствует защитный проводник. Но срабатывает оно только после прикосновения к опасному месту.
Какое выбрать противопожарное УЗО?
Селективное УЗО 63А, 300мА обычно устанавливается на входе как противопожарное.
Многие используют обычные модели общего типа, установив в доме приборы защиты на 30 мА. Здесь функция "частичной" селективности выполняется благодаря большой разности токов срабатывания. При этом экономятся средства на разнице цен. Кроме того, обычное УЗО обеспечивает безопасность лучше из-за более быстрого срабатывания при отлавливании токов утечки. Разница в поведении приборов заключается в том, что селективный прибор не отключится первым при дифференциальном токе, равным или большим 300 мА. Подобная ситуация уже является экстраординарной и вопрос не стоит о том, стоит ли идти до щита управления, который может находиться на уличном столбе. При таком большом токе наверняка сработает еще обычное УЗО, если произошла авария на линии. Здесь и так будет ясно, где искать неисправность.
Таким образом, противопожарное УЗО можно устанавливать как селективное, так и обычное.
Производители УЗО
Группа Legrand является известным в мире производителем электрических систем зданий. Лидирующие позиции обеспечивает высочайшая культура производства и крупные инвестиции в создание новых электротехнических изделий. Для России группа поставляет весь перечень электрооборудования, начиная с розеток и выключателей до сложнейших систем управления.
Селективное УЗО Legrand бывает электронного и электромеханического типа (обозначено на лицевой панели). В зависимости от исполнения оно устанавливается сбоку или снизу от автоматических выключателей. Регулируется выдержка времени (0-1,3 с) и чувствительность. В комплексе с автоматами применяются как высокочувствительные или основные защитные устройства.
Цены на УЗО остаются высокими, как и у остальных брендов.
Фирмой АВВ наиболее полно УЗО представлены серией F 200 - от 16 А до 125 А. Для домашней сети достаточно УЗО 63A, 100мА селективное. По токам утечки для бытовой техники обычно применяется устройство на 30 мА. В качестве противопожарной защиты на вводе частного дома применяется селективное УЗО ABB (63А, 300мА) четырехполюсное для трехфазной сети, как одно из самых надежных. Ему не уступают по качеству изделия марки Legrand. Для квартиры с однофазным вводом будет двухполюсное устройство. На фото ниже изображено селективное УЗО ABB 63А, 300мА.
Максимальный ток, который способен выдержать аппарат, составляет от 3 до 10 кА (указывается на лицевой панели). Он является кратковременным, а не рабочим током. УЗО способно выдержать паузу, пока автомат не отключит цепь.
Фирма является одной из ведущих, но цены очень высокие. Потребители часто отдают предпочтение моделям abb, поскольку безопасность стоит дороже всего. Выпускается дифференциальный блок ABB DDA200 AP-R типа А и АС. В нем предусмотрена задержка срабатывания на 10 мс, хотя это не селективное УЗО ABB. Кривая характеристики отключения у него расположена между селективным и обычным УЗО. Устройство обладает повышенной устойчивостью к ложному срабатыванию по сравнению с устройствами общего назначения.
Процент брака на селективное УЗО ABB, как и на остальные изделия, составляет всего 2 %, благодаря чему проблем в работе практически не бывает. Электромеханические устройства значительно надежней электронных и во всем имеют плюсы, за исключением цены. Уже начинают появляться УЗО с электронным исполнительным устройством, не уступающие по надежности механическому.
На рынке можно найти изделия вдвое дешевле, а по качеству не уступающие АВВ. Фирма выпускает также серию FH 200, которая имеет цену несколько ниже, но значительно проигрывает в качестве изделиям F 200. В частности, у нее не такие надежные контакты крепления проводников, которые быстро начинают болтаться, что отражается на качестве работы.
Если приобретать селективное УЗО ABB, то только в специализированных магазинах, а не в сомнительных местах. Подделка опасна тем, что она не способна защитить человека должным образом. На модульное оборудование, в перечень которого также попало УЗО, самопальщики обращают большое внимание из-за высокой стоимости.
Отечественная группа компаний IEK производит около 7 тыс. наименований изделий, отвечающих мировым стандартам и обеспечивающих надежную работу электросетей.
К УЗО предъявляются высокие требования. С одной стороны, они должны надежно срабатывать, защищая людей от а проводку - от опасности воспламенения. Но при этом устройства, установленные на разных ступенях электрических цепей, должны действовать избирательно, отключая отдельные участки. Этим условиям, а также ГОСТу 51326.1, соответствует селективное УЗО IEK типа ВД1 63S.
Группа изделий представлена значениями номинальных токов 25-80 А, а дифференциальные токи составляют 100 мА и 300 мА. Изделия дешевле, чем у именитых брендов и широко применяются в качестве вводных противопожарных аппаратов. При этом селективность защиты обеспечивается большими величинами токов отсечки и временными задержками на отключение цепей.
Выбор защитных устройств
Если потребление электроэнергии происходит по простой схеме, по цепи протекает синусоидальный ток. Утечка будет аналогичной формы и здесь можно применять приборы типа АС.
В современных бытовых приборах все чаще применяются схемы управления с отсечкой по фазе. Устройство типа АС на них реагировать не будет и здесь лучше применять УЗО типа А, которое реагирует также на синусоидальный ток. Устройства можно применять совместно, например, для освещения лампами накаливания подойдет тип АС, а для розеток, к которым могут быть подключены приборы с импульсным регулированием - тип А. Но если придется менять освещение на энергосберегающие лампы с управлением яркости путем отсечки по фазе, придется также заменить устройство типа АС на А. Иначе оно не будет работать.
С целью разделения срабатывания по уровням электрических цепей необходимо применять селективные приборы. На главном вводе устанавливается тип S, на втором уровне - G, а затем приборы мгновенного срабатывания.
УЗО выбирается на одну ступеньку выше по номинальному току, чем подключенный в паре с ним автоматический выключатель, который может длительное время работать при превышении нагрузки. Если на вводе стоит автомат на 50 А, к нему подойдет УЗО селективное 63А.
По требованиям стандартов, на лицевых панелях приборов указываются номинальные значения напряжения, а также продолжительного и отключающего тока ∆i. Если есть обозначение синусоиды - это тип АС. Наличие под ней двух положительных полупериодов означает тип А. Селективные УЗО обозначаются буквами S и G. Номинальный ток КЗ указывается в рамке. Устройство должно выдержать его нарастание до максимума, пока автомат не отключится. Обычно ток не успевает достичь предельной величины. УЗО отключает цепь с дефектом заранее, пока еще не произошел нагрев проводника и не воспламенилась изоляция.
Заключение
В электрических бытовых сетях применяется токовая и временная селективность. Для этого защитные устройства устанавливают последовательно по древовидной схеме, где один выключатель является общим. Основой принципа действия является уменьшение времени протекания тока через тело при прямом или косвенном прикосновении к элементам электроустановок, находящихся под напряжением. УЗО селективное устанавливается на входе и выполняет противопожарную функцию.
ВАЖНО! Комплексный подход к пожаробезопасности жилья
Наверное каждый задумывался о том, как свести до минимума одну из причин пожаров связанную с электропроводкой, ведь не секрет, что подобных пожаров довольно много судя по статистике МЧС за , , годы. Итак, как можно снизить риск возникновения пожара, вызванного неисправностью электрооборудования?
На данный момент действует ряд технических мер с использованием автоматического отключения, которые доказали свою эффективность:
Причина пожара: повышенный ток
. (модульный автоматический выключатель) распознает неисправности, в результате которых превышается критическое пороговое значение тока. Следовательно, он может предотвратить термическое разрушение частей установки, вызванное, например, коротким замыканием или перегрузкой по току.
Причина пожара: дифференциальный ток
. (RCD) распознает дифференциальный ток, т. е. любой ток, который не течет обратно к источнику, а течет по-другому. Они имеют важное значение, если защита от поражения электрическим током делает отключение цепи необходимым и считаются неполным решением для защиты от пожара, вызванного неисправностью электрооборудования. Даже относительно небольшие дифференциальные токи, которые, например, появились из-за контакта человека с электрической цепью, могут вызвать фибрилляцию желудочков или вызвать пожар соответственно.
Причина пожара: превышение напряжения в сети
. , это защита подключенного к нему оборудования (в квартире, офисе и пр.) от разрушающего воздействия мощных импульсных скачков напряжения, вызванных электромагнитными импульсами близких грозовых разрядов или срабатыванием близкорасположенных и подключенных к этой же сети электродвигателей, магнитных пускателей или электромагнитов, а также для отключения оборудования при выходе сетевого напряжения за допустимые пределы (<170 В или >265 В) в однофазных сетях, тем самым предотвращая выход оборудования из строя и возможное возгорание с последующим пожаром. В жилом секторе чаще происходит из-за "отгорания нуля".
Причина пожара: дуговое короткое замыкание
. (AFDD) в настоящее время заполняет существенный пробел в защите от тепловых воздействий и способно распознавать токи, созданные с помощью дугового короткого замыкания и размыкать их. Эти токи несколько меньше или такие же по величине, как и номинальный ток, но имеют решающую характеристику, которая отличает их от обычных токов замыкания на землю и короткого замыкания. Высокие частоты, которые накладываются на нормальный номинальный ток, можно распознать с помощью цифрового устройства обнаружения. Таким образом, можно обнаружить и отключить дуговые КЗ из-за последовательной или параллельной неисправности, которые обычно неотличимы от тока, но легко вызывают пожары.
До недавнего времени не было устройства, которое завершало идею комплексной защиты от пожара связанной с электросетью. Речь идет о распознавании дугового короткого замыкания. Дуговые КЗ часто происходят и являются главной причиной пожаров. Нераспознаваемые при использовании аналоговых технологий, они обнаруживаются инновационным устройством. Эти дуги часто являются причиной возгорания, и их образования можно избежать. Теперь есть, наконец, защитное устройство, которое может распознавать эти микроразряды, «прислушиваясь» к проводу. В отличие от коротких замыканий и замыканий на землю, при дуговых коротких замыканиях ток равен нормальному рабочему току, что делает обнаружение его непростым и требует особых технических устройств. Конечно, одно только обнаружение дугового КЗ не может защитить от всех опасностей, таких как короткие замыкания, перегрузки по току и короткие замыкания на землю. Поэтому разумно сочетать обнаружение дуги с автоматическими выключателями и устройствами дифференциальной защиты для того, чтобы полностью свести к минимуму риск пожаров, вызванных неисправностью электрооборудования.
Несколько слов о AFDD:
Дуговые пробои возникают при наличии неисправностей или повреждения проводов, вызванных внешним воздействием или износом. Причиной, однако, могут также быть неплотное клеммное соединение или небрежность. Такие неисправности и повреждения могут возникнуть внезапно или в течение более длительного периода времени продолжительностью в несколько месяцев или лет, создавая необнаруженную опасность возникновения пожара.
Какой тип повреждения может привести к таким микро-молниям и каковы наиболее частые причины дуговых КЗ?
. Переломанные провода
. Повреждение изоляции проводов гвоздями, винтами и т. п.
. Старение оборудования
. Сломанные кабели или поломки в проводе
. УФ-излучение и грызуны
. Ослабленные контакты и соединения
. Погнутые штепсельные вилки и провода
Устройства обнаружения дугового короткого замыкания (AFDD) рекомендуются для следующих распределительных сетей:
. В помещениях со спальными местами: таких как гостиницы и общежития, детсады, ясли, интернаты, дома ухода за престарелыми и больными, школы, жилые дома и квартиры
В местах, где есть горючие материалы: таких как деревянные дома, здания, где большинство строительных материалов горючие
. В местах повышенной пожарной опасности в связи с характером обрабатываемых хранящихся материалов: таких как амбары, деревообрабатывающие цехи, склады горючих материалов, бумажные и текстильные производства, сельскохозяйственные помещения
. В конструкциях, проводящих пламя: таких как здания повышенной этажности, системы принудительной вентиляции
. В местах присутствия подверженных опасности или невосстановимых предметов: таких как музеи, национальные памятники, общественные здания и важные объекты инфраструктуры, например аэропорты и железнодорожные вокзалы
Благодаря тому, что УЗО 4P на 63А 300мА селективного типа не оказалось в очередном интернет магазине, я все таки разобрался, что СЕЛЕКТИВНОЕ УЗО в щите учета мне и не нужно! Для щита учета можно использовать обычное УЗО на 63А 300мА, которое из-за разности токов срабатывания автоматически обеспечивает селективность с УЗО в доме номиналом 30мА. В результате сэкономил около 2 т. р. Селективное УЗО в недорогом интернет-магазине сейчас стоит около 5.8 т. р., а обычное с таким же номиналом около 3.8.
То, что противопожарное УЗО нужно в щите учета на столбе у меня сомнений нет. Вопрос был в том, должно ли оно быть селективного типа или нет.
Наша цель при установке двух-уровневой защиты с помощью УЗО (300мА в щите и 30ма на групповых сетях в доме) обеспечить селективность их срабатывания. Проще говоря, нужно обеспечить, чтобы первым срабатывало УЗО в доме и при этом не срабатывало УЗО в щите.
Интернет полон рекомендаций по поводу необходимости устанавливать в щит учета именно селективное УЗО (тип S). При этом, в интернет магазинах селективный тип УЗО либо отсутствует, либо существенно дороже обычных тех же номиналов, но не селективных. Этот пародокс сразу навел меня на мысль, что люди в основном ставят в щиты учета обычные (не селективные УЗО). И теперь данная мысль подтвердилась. И это в дополнение еще и правильно.
Разобраться в вопросе мне помогло руководство ABB по защите от токов утечки с помощью УЗО (ABB Technical Guide: Protection against earth faults with Residual Current Devices). В нем есть отдельный раздел про селективность УЗО (стр. 63, или 6/7).
При номиналах токов утечки 100 и 300 мА для УЗО в щите и 30мА для УЗО в доме эта селективность обеспечивается автоматически!
Ниже таблица из ABB Technical Guide, отображающая информацию о селективности пар УЗО. В заголовках колонок указаны токи утечки УЗО, стоящего первым (например, в щите). В заголовках строк указаны токи срабатывания УЗО, стоящего вторым (например, в доме). Обычные УЗО обозначены как inst (моментальные). Селективные УЗО обозначены как S.
В таблице отображены цветом пары, для которых обеспечивается селективность (правильность очередности срабатывания).
Разным цветом обозначен причина обеспечения селективности. Различаются два типа: на частичную (partial) и на полную (total). Не смотря на ощущение, что частичная селективность, это как вторая свежесть, на самом деле все с ней в порядке. Просто в случае "частичной" селективности селективность обеспечивается разностью номинальных токов утечки УЗО (30 и 100 или 300 мА). А полная селективность обеспечивается еще за счет задержки срабатывания селективного УЗО.
В руководстве приводится правило, что "частичная"селективность обеспечивается, если отношение номинальных токов УЗО превышает 3. Для "полной" селективности первым должно идти селективное УЗО, а отношения номиналов токов должно составлять 2.
В общем, заказываю обычное УЗО и больше не парюсь
Текст материала взят с сайта Устройство защитного отключения ,
ПРОТИВОПОЖАРНОЕ УЗО
Противопожарное УЗО применяется для защиты от токов утечки с достаточно большими значениями. В отличие от других типов УЗО противопожарное УЗО не защищает человека от поражения электротоком ввиду большого номинального значения тока утечки, что приводит к необходимости совместного, с противопожарным УЗО, применения УЗО, защищающего человека, то есть построения двухуровневой системы дифференциальной защиты. Необходимость применения противопожарное УЗО связана с наличием естественных токов утечки в практически любой системе электропитания, сумма которых может превысить безопасный для человека ток утечки. В таком случае, применение не противопожарного УЗО, а УЗО с меньшими номиналами тока утечки, приведет к постоянным отключениям электропитания. Для предотвращения такой ситуации применяется противопожарное УЗО с большим номиналом утечки, после которого отдельные проводки защищаются УЗО с меньшими номиналами, чем достигается электробезопасность системы в целом.
НОМИНАЛЫ ПРОТИВОПОЖАРНОГО УЗО
Номиналы противопожарное УЗО отличаются своим большим значением и обычно бывают 100мА и 300мА. Таким образом к противопожарным УЗО можно отгести УЗО 100мА и УЗО 300мА вне зависимости от количества полюсов и рабочего тока УЗО.
С практической точки зрения, несмотря на то, что противопожарные УЗО могут иметь рабочий ток начиная от 16А, обычно, в качестве противопожарных УЗО применяются устройства защитного отключения с рабочим током начиная от УЗО 40 Ампер.
Таким образом, наиболее применяемыми противопожарными УЗО являются УЗО 40А 100мА, УЗО 63А 100мА, УЗО 63А 300мА и УЗО 100А 300мА.
Однако, в случае необходимости, по каким то причинам, выбора противопожарного УЗО другого номинала, можно выбрать и любой другой номинал рабочего тока противопожарное УЗО, равно как и количество полюсов противопожарного УЗО.
ПОДКЛЮЧЕНИЕ ПРОТИВОПОЖАРНОГО УЗО
Подключение противопожарного УЗО Подключение противопожарного УЗО обычно производится в двухуровневую или, реже, трехуровневую систему дифференциальной защиты, что связано с разделением функций защиты противопожарного УЗО и УЗО, защищающего от поражения электричеством. Схемы подключения УЗО в Для двухуровневой системы защиты применяется последовательная схема подключения УЗО, при которой противопожарное УЗО находится ближе к источнику электричества, а универсальное УЗО или УЗО 10мА находится ближе к защищаемой проводке и, соответственно, к пользователю.
Трехуровневая схема дифференциальной защиты предусматривает последовательное подключение трех УЗО, каждое из которых обладает меньшим значением тока утечки при котором УЗО срабатывает. Приведенная схематичная иллюстрация показывает уменьшение номинала тока утечки УЗО каждого последующего каскада трехуровневой системы дифференциальной защиты. Такое каскадирование защиты позволяет добиться максимальной электробезопасности защищаемого объекта и минимального количества ложных отключений. Кроме того, даже при рабочем срабатывании УЗО отключается не вся система электропитания, а только проводка, в которой произошла утечка тока, а остальные электропроводки остаются работать в штатном режиме, продолжая обеспечивать поступление электроэнергии в неаварийные участки и ветви системы электроснабжения. В приведенном примере, срабатывание УЗО, питающее ванную комнату, отключит только ее, а остальные защищаемые проводки останутся работать.
Иллюстрация показывает только принцип построения многоуровневой схемы дифзащиты, для разработки схемы подключения в такой системе следует пользоваться схемами подключения УЗО для корректного подключения каждого из УЗО в системе защиты.
ПРОТИВОПОЖАРНАЯ ФУНКЦИЯ УЗО
УЗО противопожарное 63A 300мА двухполюсное Термин противопожарное УЗО появился в связи с тем, что противопожарное УЗО, в отличии от такого общепринятого понимания функции УЗО, как защита человека от поражения электрическим током, человека как раз и не защищает. Это связано с высоким порогом срабатывания по току утечки, в диапазоне 100мА, 300мА или 500мА. Токи утечки, при которых срабатывает противопожарное УЗО могут быть уже смертельнми для человека. Однако, противопожарное УЗО все равно является защитным устройством УЗО, отключающим питание при возникновении тока утечки. Зачем же тогда оно нужно? Ответ заключается в самом названии противопожарного УЗО, а именно, такое УЗО защищает только от значительных токов утечки, которые могут привести к возникновению пожара.
При токе утечки равным 500мА и напряжении 220 вольт, выделяющееся тепло равно теплу выделяемому бытовой газовой зажигалкой. Во избежание такого тепловыделения и возможного воспламенения материалов вокруг точки утечки тока и ставится противопожарное УЗО.
Противопожарное УЗО не отличается от любого другого типа УЗО ничем, кроме высокого номинала тока утечки, все остальное, как и у обычных УЗО. Противопожарное УЗО может быть как двух, так и четырех фазным и иметь любой номинальный рабочий ток, хотя обычно используют противопожарные УЗО с рабочими токами начиная от 25 - 40 Ампер.