⚡Выбор и подключение УЗО.
Устройство защитного отключения (УЗО) — Механический коммутационный аппарат, предназначенный для включения, проведения и отключения токов при нормальных условиях эксплуатации, а также размыкания контактов в случае, когда значение дифференциального тока достигает заданной величины в определенных условиях.
УЗО защищает человека от поражения электрическим током и от возникновения пожара, вызванного утечкой тока через поврежденную изоляцию проводов.
Широкое применение получил комбинированный аппарат, совмещающий в себе УЗО и автоматический выключатель — автоматический выключатель, управляемый дифференциальным током. со встроенной защитой от сверхтока. Преимущественно должны использоваться УЗО, представляющие единый аппарат с автоматическим выключателем, обеспечивающим защиту от сверхтока.
УЗО предназначены для защиты человека от поражения электрическим током при косвенном прикосновении (прикосновение человека к открытым проводящим нетоковедущим частям электроустановки, оказавшимся под напряжением в случае повреждения изоляции), а также при прямом прикосновении (прикосновение человека к токоведущим частям электроустановки, находящимся под напряжением). Данную функцию обеспечивают УЗО соответствующей чувствительности (ток отсечки не более 30 мА).
Предотвращения возгораний при возникновении токов утечки на корпус или на землю.
УЗО отключает питающую сеть:
При прямом прикосновении человека или животного к частям электроприбора находящимися под напряжением и его контакте с "землей".
При повреждении основной изоляции и контакте токоведущих частей с заземленным корпусом.
При перемене нулевого рабочего (N) и заземляющего (PE) проводников.
При перемене фазного и нулевого рабочего проводников и прикосновении человека к частям оказавшимся под напряжением и одновременном его контакте с "землей"
При обрыве нулевого рабочего проводника до (и после) УЗО и прикосновении человека к токоведущим или оказавшимися под напряжением частям электроприбора и одновременном его контакте с "землей".
Принцип работы УЗО.
Принцип работы УЗО основан на измерении разности токов в проходящих через дифференциальный трансформатор тока проводниках. УЗО измеряет векторную сумму токов, протекающих по контролируемым проводникам (двум для однофазного УЗО, трем и более для трехфазного исполнения). В нормальном режиме работы векторная сумма токов, протекающих через измерительный трансформатор равна 0 (ток, «втекающий» по одним проводникам равен току, «вытекающему» по другим), и срабатывания устройства не происходит. При появлении тока утечки (касание человеком фазного проводника, или уменьшение сопротивления изоляции кабельной линии) векторная сумма токов, протекающих через УЗО не будет равна 0, так как появляется ток утечки, который протекает только по фазному проводнику, во вторичной обмотке трансформатора наведется напряжение, пропорциональное току утечки, и при превышении определенного порога произойдет срабатывание устройства и отключение защищаемой цепи.
Типы УЗО.
Устройства защитного отключения могут отличаться множеством характеристик, начиная от способа установки и заканчивая общим назначением. Классификация насчитывает сотни типов УЗО, имеющих свои особенности. Предлагаем рассмотреть основные из них, чтобы правильно выбрать устройство, которое будет корректно функционировать в тех или иных условиях.
По характеру тока утечки
По данному критерию УЗО подразделяются на приборы типа АС, А и В. Устройства АС разрывают цепь при утечках переменного тока, если они нарастают внезапно или плавно. Эти УЗО недорогие, они получили наибольшее распространение, считаются приемлемыми для большинства условий эксплуатации.
УЗО типа А срабатывают не только от переменного, но и от пульсирующего постоянного тока, внезапно нарастающего или повышающегося плавно. Такие устройства более предпочтительны для жилых помещений, так как некоторые бытовые приборы являются источником именно постоянного пульсирующего тока, например, компьютеры, регуляторы освещённости, телевизоры, некоторые стиральные машины (все, где есть полупроводниковые блоки питания). Кстати, в инструкциях к некоторым из этих потребителей указывается, что они должны быть подключены только через УЗО типа А. Эти защитные устройства существенно дороже класса АС. ()
Тип В используется для постоянного, переменного и выпрямленного тока, в основном такие УЗО применяют на промышленных объектах.
По технологии срабатывания
В зависимости от того, по какому принципу разрывается цепь, выделяют УЗО:
электронные
электромеханические
Электромеханические устройства дифференциальной защиты не нуждаются в полноценном питании из общей сети. Они срабатывают только от тока утечки, который приводит в действие высокоточную механическую исполнительную часть. Эти устройства сравнительно дороги, мало производителей их выпускает, но они считаются самыми надёжными, так как работают при всех условиях и не зависимы от параметров питания.Электронные УЗО в несколько раз дешевле электромеханических, поэтому они составляют львиную долю нашего рынка. Для функционирования этих устройств необходимо внешнее питание, которое «оживляет» его электронику с усилителем. Основная проблема заключается в том, что при перепадах напряжения в сети эффективность электронного УЗО (есть зависимость момента срабатывания) заметно снижается. Кроме того, всегда существует опасность, что прямое или непрямое касание к элементу под напряжением (провод, клемма или корпус прибора) произойдёт, когда нулевой проводник будет повреждён и, соответственно, УЗО будет не запитано — и не сработает. Электронные УЗО защищают не от всех рисков, но от большинства, поэтому если необходимо сэкономить, то это тоже хороший вариант. Также есть смысл не тратиться на электромеханическое устройство, если внутридомовая сеть имеет в своём составе источник бесперебойного питания или стабилизатор напряжения.
По скорости срабатывания (наличие задержки)
Литерой S обозначаются УЗО, которые срабатывают с выставленной задержкой до 0,5 секунды — «селективное». Этот тип устройств позволяет создавать многоуровневые «каскадные» системы защиты с несколькими защищёнными цепями. Каждый аварийный участок сети, в зависимости от поставленных задач и реализации схемы, будет отключаться отдельно, тогда как общее питание в помещение останется. УЗО с индексом G также имеет задержку, но она намного меньше.Селективные УЗО обычно устанавливаются вверху каскада, поэтому при утечках сначала срабатывают неселективные устройства, не обесточивая все цепи, которые защищаются.
Высококачественные современные УЗО, не являющиеся селективными, срабатывают менее чем за 0,1 секунды.
По количеству полюсов
Для трёхфазной сети используются УЗО с четырьмя полюсами. Они защищают несколько однофазных сетей, либо отдельные трёхфазные потребители (электромотор, варочная плита…). В тандеме с таким типом УЗО должен работать четырёхполюсный автомат.Для однофазной сети жилых помещений обычно применяют устройства с двумя полюсами (линия и нейтраль).
По току утечки
Ток утечки (номинальный отключающий дифференциальный ток или «уставка») при заданных условиях эксплуатации является одним из основных параметров, характеризующих функциональные особенности устройства защитного отключения. Граничным барьером для классификации является ток 30 мА. УЗО, которые срабатывают при меньших точках утечки, считаются такими, что защищают человека от поражения электрическим током. Аппараты, ток срабатывания которых выше 30 мА, считаются противопожарными, так как к ним можно подключить довольно большую нагрузку, но дифференциальные токи, которые они допускают, являются опасными для человека. Иногда УЗО на 30 мА считают универсальными, они получили наибольшее распространение.
Противопожарные УЗО являются первой ступенью защиты, расположенной в распределительном щите, они, как правило, устанавливаются на всю внутридомовую сеть, но могут применяться и для защиты отдельных сверхмощных и опасных потребителей от воспламенения (например, тепловентилятор с открытой спиралью). Ток утечки противопожарных УЗО обычно принимается в 100–300 мА, иногда в качестве противопожарных применяют и приборы на 500 мА. УЗО с меньшим током не могут нормально работать на этих позициях, так как из-за превышения допустимых нагрузок возникают ложные срабатывания.УЗО с током утечки 10 мА обычно используются во второй или третей ступени защиты, их применяют либо для подключения элементов освещения, либо для отдельных электроприборов, которые располагаются в опасных зонах, например, в ванной, душевой, бассейне... Однако бойлер или стиральную машину запитать через них, скорее всего, не удастся, так как рабочая нагрузка будет ограничиваться 1,8 киловаттами.
Заметим, что номинал по току показывает только нижний предел срабатывания, так УЗО на 30 мА не отключит цепь при утечке, равной 25 мА, но сработает при любых токах, превышающих порог в 30 мА.
С каким током утечки необходимо применить УЗО в конкретном случае? Сначала определяется ток утечки цепи или прибора, это можно сделать измерением или по действующим нормам. Согласно СП 31–110–2003, ток утечки прибора принимается равным 0,4 мА на каждый 1 А его мощности. Сюда добавляется также 10 мкА для каждого метра фазного проводника. Например, для электроприбора мощностью 16 А, запитанный двадцатиметровым проводом, ожидаемый ток утечки нужно принять равным 4,2 мА. Теперь можно подобрать УЗО, но делается это так, чтобы ток утечки прибора составлял не более 33% тока срабатывания устройства защитного отключения. В нашем случае это 12,6 мА. 10-амперный прибор уже не подходит, значит необходимо поставить УЗО с током срабатывания 16 мА.
По рабочему току
Рабочий ток УЗО (или максимально допустимая нагрузка) определяет, сколько и какой мощности потребители можно запитать через это устройство. Данная характеристика показывает ток, который длительное время может проходить через УЗО, не разрушая его.
Расчёт необходимого УЗО производится от характеристик подключенных к нему потребителей. В электросетях жилых помещений часто применяются маломощные УЗО с рабочим током 10 А. Устройства дифференциальной защиты с допустимой нагрузкой 16–32 А считаются среднемощными. Аппараты на 40 А и более — называют мощными.Примечательно, что на практике прослеживается чёткая зависимость между током отключения и рабочим током. Производители выпускают УЗО, в которых чем выше один показатель, тем выше и другой.
Рассчитать необходимый рабочий ток УЗО не сложно, в любом случае он должен быть равен или превышать номинальную мощность автоматического выключателя защищаемой цепи.
По возможности регулирования номинального тока утечки УЗО бывают:
нерегулируемые
регулируемые (плавная настройка, ступенчатая настройка)
По наличию защиты от короткого замыкания есть УЗО:
с защитой от сверхтоков (дифференциальные автоматы)
с защитой от перегрева
без защиты от сверхтоков
По способу установки УЗО разделяют на:
стационарные в виде автомата, которые монтируются на рейку в монтажном щите;
переносные — смонтированные на удлинителе или в разрыв питающего шнура;
УЗО в розетке (широко применяются в США).
Установка и подключение УЗО
Далее речь поведём только об устройствах защиты, которые устанавливаются в щите, так как в нашей стране они используются наиболее активно.
В бытовой сети обычно применяют двухполюсные УЗО, которые занимают на дин-рейке два места (36 мм). Располагают их, как правило, поблизости линий защищаемых цепей, исключение составляют противопожарные устройства с током отключения 100–500 А, которые устанавливаются возле вводного автомата. УЗО могут располагаться также и в групповых ВРУ многоквартирных домов, и этажных щитках частного дома.Если электропроводка разделена на группы, то рекомендуется установить одно УЗО на вводе и несколько устройств на разные группы, при этом обеспечив их селективность — каскадное отключение. Для этого на каждый следующий ниже ярус устанавливают УЗО с меньшим номиналом по току отключения или большей скоростью отключения. ()
Подключают УЗО согласно заранее разработанной схемы защиты от токов утечки. Система защиты проектируется в зависимости от выполняемых устройством функций и конкретных характеристик сети. Ниже приводим простую схему подключения УЗО в электроустановку с заземлением, она может применяться для устройства защиты отдельных цепей в многоярусных каскадных системах:Как видите, ничего сложного нет, обратим ваше внимание на некоторые моменты:
Для корректной работы УЗО, в защищаемых цепях не должно быть контакта рабочего нулевого проводника с заземлёнными элементами или защитным проводником РЕ. Для каждого из них в щите применяется своя шина (ГОСТ Р 50571.3–94).
Проводник заземления в подключении УЗО «не участвует».
Подключение питания на УЗО производится к верхним клеммам. Разъёмы для ввода фазы на УЗО обычно обозначаются «1», для выхода — «2».
Нейтраль питания (ноль, провод с синей изоляцией) обязательно должен быть подключен к разъёму с обозначением «N». Это правило необходимо соблюдать для УЗО любого бренда, номинала и назначения.
Важнейший момент! Номинальный рабочий ток УЗО должен быть таким же или большим, в сравнении с рабочим током автоматов цепи. Только тогда автоматы смогут защитить дорогостоящие УЗО от перегрузки.
Установленное УЗО необходимо проверить на работоспособность.
Проверяем УЗО
После коммутации всех цепей, внутридомовую сеть необходимо запитать. Если автоматы защиты или УЗО не отключились, значит, короткого замыкания нет, и нулевой проводник с заземлением не контактируют.
Далее следует нажать кнопку «ТЕСТ» или «Т», расположенную на передней панели прибора. Таким образом мы принудительно имитируем возникновение тока утечки. Исправное УЗО должно моментально сработать и обесточить защищаемый участок. Если этого не произошло, то в случае возникновения аварийной ситуации устройство не поможет справиться с проблемой.Последним этапом проверки можно считать подачу на УЗО нагрузки. Нужно поочерёдно включать все приборы, которые будут работать в конкретной цепи и сети в целом. При возможных неполадках необходимо внести изменения в схему защиты или менять номиналы устройств защитного отключения.
УЗО являются не единственным способом защиты человека от поражения током и перегрузок сетей, которые могут привести к пожару. Но часто именно эти приборы спасают жизни и обеспечивают сохранность имущества граждан.
