Согласно ПУЭ, жилые объекты обязательно следует подключать к сети электроснабжения через устройство защитного отключения (УЗО). Любой электрик скажет вам, что этот прибор нужно выбирать очень тщательно. Как именно это делать и почему это так важно — об этом мы сейчас и поговорим.
Почему УЗО должно быть качественным и надёжным?
Предъявляемые к УЗО высокие требования покажутся вполне обоснованными, если разобраться с назначением данного прибора. Функция у него только одна: отключать электроснабжение при наличии утечки тока определённой (пороговой) величины. Утечка тока чревата вовсе не безобидным экономическим ущербом, как может показаться на первый взгляд, а гораздо более серьёзными последствиями — она всегда свидетельствует о том, что имеет место одна из следующих ситуаций:
- поражён электротоком человек либо животное;
- из-за повреждения изоляции появился контакт между токоведущим элементом и какой-нибудь заземлённой металлической конструкцией, который может привести к возгоранию;
- оказался под напряжением заземлённый корпус какого-либо прибора или оборудования, вследствие чего прикоснувшийся к нему пользователь рискует получить удар током.
Таким образом, от того, сработает ли УЗО в нужный момент, зависит ни много ни мало жизнь пользователя. Поэтому экономить на качестве этого устройства ни в коем случае не следует.
Что необходимо знать об УЗО
Главным элементом УЗО является дифференциальный трансформатор, состоящий из трёх катушек. Первая включается в фазу, вторая — в нулевой проводник. При этом протекающие по этим катушкам токи генерируют магнитные поля с противоположно направленными силовыми линиями.
Если токи в фазовом и нулевом проводниках будут равны, то геометрическая сумма силовых линий полей окажется равной нулю, то есть они попросту уничтожат друг друга. Если же токи будут отличаться, то в приборе сформируется остаточное поле, которое возбудит ток в 3-й катушке, а он в свою очередь заставит сработать отключающее реле.
Примечание. Ток, заставляющий сработать УЗО, называется дифференциальным током, соответственно, УЗО ещё называют выключателем дифференциального тока.
Таким образом, если говорить доступным языком, УЗО сравнивает токи на входе и выходе подключённой к нему цепи и если «дебет с кредитом не сходится», блокирует подачу электричества. Из этого можно сделать два важных вывода:
- УЗО не защищает ни от сверхтоков (короткое замыкание), ни от перегрузки, так как в таких ситуациях токи на входе и выходе цепи остаются равными (утечка отсутствует). Таким образом, данный прибор нельзя рассматривать как альтернативу предохранителю или автоматическому выключателю — как минимум одно из этих устройств в обязательном порядке должно быть установлено на вводе в квартиру или дом. Вместо отдельных УЗО и автоматического выключателя можно применить так называемый дифференциальный автомат, в котором оба эти устройства совмещены.
- УЗО не отключится, если человек коснётся одновременно токоведущего элемента и нулевого провода. В данном случае будет иметь место поражение электротоком, но утечки не будет — весь ток останется в цепи.
Поэтому даже при наличии УЗО нельзя терять бдительности: токоведущие части должны быть защищены кожухами, потенциально опасные места нужно ограждать и обозначать предупреждающими символами и надписями.
Характеристики устройств
Самой главной характеристикой УЗО является уставка дифференциального тока, то есть минимальная величина тока утечки, при которой прибор разъединит цепь. Чаще всего она отображается в миллиамперах (мА) и может составлять 6, 10, 30, 100, 300 и 500 мА. Этот параметр ещё называют чувствительностью УЗО: чем он ниже, тем более чувствительным является выключатель.
Ещё одна важная характеристика — время срабатывания прибора, то есть продолжительность периода между появлением утечки и отключением УЗО. Очевидно, что этот период должен быть как можно более коротким, но существует специальные УЗО, срабатывающие с выдержкой по времени. О них будет рассказано ниже.
Третий параметр — номинальный ток УЗО, то есть максимальная сила тока, которую может выдержать прибор без выхода из строя.
Расчёт параметров УЗО
При расчёте параметров УЗО производители учитывают следующие данные:
- Опасным для человека считается ток в 50 мА. Поэтому все УЗО, предназначенные для защиты от поражения электротоком, имеют уставку дифференциального тока не более 30 мА. Выключатели с большей уставкой являются противопожарными.
- Время срабатывания обеспечивается такое, чтобы при поражении электротоком не успела наступить фибрилляция сердечной мышцы. Безопасным в этом отношении считается период в 20 – 40 мс.
- Каждой силе тока соответствует своя мощность тепловыделения. К примеру, при утечке тока в 500 мА выделяется 100 Вт тепла. Исходя из этого, уставки диф. тока противопожарных УЗО не превышают 500 мА.
Чем ниже температура воспламенения строительного материала постройки, тем более низкой должна быть уставка тока утечки противопожарного УЗО.
Критерии выбора
Теперь посмотрим, как следует подбирать УЗО в зависимости от условий его эксплуатации.
Номинальный ток
По номинальному току УЗО должно на одну ступень превосходить установленный перед ним автоматический выключатель. Таким образом, после автомата на 16 А необходимо устанавливать УЗО с номинальным током 25 А, а после автомата на 40 А — с номинальным током 50 А.
Установить УЗО с тем же номинальным током, что и автомат, было бы ошибкой: выключатель срабатывает хоть и быстро, но всё же не мгновенно. Так что в случае перегрузки в течение времени его срабатывания через УЗО будет проходить ток выше номинального. Этого времени может оказаться вполне достаточно, чтобы оно вышло из строя.
Дифференциальный ток (утечка)
Подбирая уставку диф. тока, следует в первую очередь учитывать величину протекающего в цепи тока номинального. Тут дело вот в чём: если на большой ток установить слишком чувствительное УЗО, будут иметь место частые ложные его срабатывания. Приемлемые значения уставки тока утечки для номинальных токов разной величины показаны в таблице:
Однако, как было сказано выше, защиту от поражения электротоком могут обеспечить только УЗО с уставкой тока утечки до 30 мА включительно. Точнее, для сухих помещений — 30 мА, для помещений с высокой влажностью (к ним относятся и ванные комнаты) — 10 мА.
Чтобы иметь возможность установить такие УЗО, участок сети с большим номинальным током разбивают на несколько подучастков (все потребители разделяются на несколько групп) и на каждом из них устанавливают собственный выключатель диф. Тока с достаточной чувствительностью.
Обратим внимание читателя на одно исключение: в сетях с системой заземления типа «ТТ» в обязательном порядке нужно устанавливать УЗО с уставкой тока утечки 30 мА независимо от номинального тока.
Примечание. Импортные УЗО с уставкой тока утечки 6 мА выпускаются под стандарты США — по требованиям тамошних нормативов чувствительность УЗО, обеспечивающего защиту от поражения электротоком, должна лежать в пределах 4 – 6 мА.
Обратите, также, внимание на то, что существуют модели УЗО с регулируемой уставкой диф. Тока, причём она может регулироваться как дискретно, так и плавно.
Тип устройства
УЗО делятся на несколько типов по двум признакам. Первый признак — разновидность тока утечки:
- Только переменный ток: Такие УЗО объединяются в тип «АС». Данное буквенное обозначение наносится прямо на корпус, также на принадлежность к этому типу указывает значок переменного тока: «ВСТАВИТЬ ТИЛЬДУ». Эти выключатели являются наиболее дешёвыми. Раньше бытовые потребители подключались в основном через них, но сегодня УЗО типа АС для этих целей не подходят: они могут не среагировать на утечки в целом ряде современных приборов, в которых используется постоянный ток, например, компьютерах, телевизорах, видеомагнитофонах, стиральных машинах и пр.
- Переменный ток и постоянный пульсирующий: такие УЗО относят к типу «А», также они обозначаются специальным символом, изображённым на рисунке. Эти приборы стоят дороже предыдущей разновидности, но именно они являются сегодня наиболее предпочтительными для подключения бытовых потребителей.
- Переменный, пульсирующий постоянный и выпрямленный токи: такие УЗО объединены в тип «В». Через них тоже можно подключать бытовые сети, но делать это нецелесообразно, так как эти приборы очень дороги. Предназначены они для подключения промышленных электроустановок, для питания которых одновременно используются все разновидности токов (смешанное питание).
Второй признак — время срабатывания. Обычные УЗО, как было сказано, отключаются через 20 – 40 мс после появления утечки. Но существуют разновидности, срабатывающие с выдержкой по времени:
- УЗО типа «С» (селективное). Отсрочка составляет 150 – 500 мс.
- УЗО типа «G». Отсрочка составляет 60 – 80 мс.
Эти «заторможенные» выключатели устанавливаются для подстраховки обычных. Подключение организуется по каскадной схеме: на общей линии устанавливается УЗО с выдержкой, далее линия разветвляется на несколько групп и на каждой из них устанавливается обычное УЗО. Если с одним из обычных устройств случится отказ и оно не среагирует на утечку, через долю секунды сработает общее УЗО.
Конструкция УЗО
По своему устройству выключатели диф. Тока делятся на две разновидности:
- Электромеханические. Состоят только из дифференциального трансформатора (см. выше) и отключающего реле.
- Электронные. Дополнительно имеют в своём составе электронный усилитель, который усиливает ток, возникающий в третьей (управляющей) катушке дифференциального трансформатора при наличии утечки. Оснастив УЗО усилителем, производитель получает возможность применить менее мощный диф. Трансформатор, соответственно, электронные выключатели являются более компактными и менее дорогими, чем электромеханические.
Казалось бы, выбор однозначно следует делать в пользу электронного УЗО. Но следует знать, что не все они являются достаточно надёжными. Дело вот в чём: усилитель, как и любой электроприбор, нуждается в питании и при отсутствии такового выключатель сработать не может. Питание, разумеется, берётся из обслуживаемой цепи, то есть усилитель УЗО включается в неё в самом начале параллельно прочим нагрузкам.
Представим теперь, что произошёл обрыв нулевого провода где-нибудь выше УЗО (чаще всего случается отсоединение проводника от нулевой шины). Целостность фазы не была нарушена, следовательно, все токоведущие элементы остались под напряжением, но цепь разомкнута, а значит, все потребители, в том числе и усилитель УЗО, являются неработоспособными. То есть, включить какой-либо электроприбор у пользователя не получится.
Но если он дотронется, например, до оголённого провода или корпуса, на который случился пробой, то получит удар током.
Кстати, вероятность того, что пользователь дотронется до токоведущего элемента, достаточно высока: видя, что прибор не работает, 9 из 10-ти граждан подумают, что это происходит именно из-за отсутствия напряжения, и потеряют бдительность.
Так вот, в такой ситуации при поражении человека током электромеханическое УЗО сработает, а электронное — нет, поскольку его усилитель из-за отсутствия питания окажется в нерабочем состоянии. Чтобы повысить надёжность электронных УЗО, их стали оснащать дополнительным отключающим механизмом, срабатывающим при размыкании питающей цепи усилителя — вот такую модель и нужно искать.
При этом есть смысл найти такой вариант, который «умеет» автоматически включаться при возобновлении питания, иначе УЗО придётся включать вручную каждый раз после отключения электроснабжения.
Отдельно стоит поговорить о том, как распознать, какое именно УЗО вы держите в руках. Прямого указания на его разновидность в виде надписи «электронное» или «электромеханическое» нет, и даже продавцы часто не могут прояснить ситуацию. Вот что нужно сделать:
- Прежде всего, посмотрите на схему прибора, изображённую на нём самом. У электронных УЗО в её составе должен быть усилитель — какой-то значок, к которому подведено питание. В подавляющем большинстве случаев усилитель обозначается треугольником. На схеме электромеханического УЗО ничего такого изображено не будет.
- Если ввиду недостатка опыта вы испытываете неуверенность по поводу правильности истолкования схемы, пропустите через один из полюсов УЗО ток, подключив его к самой обычной батарейке. Перед этим, конечно же, нужно не забыть перевести прибор в положение «включено». Если он отключится, значит перед вами электромеханическая модель. Если нет — поменяйте полярность батарейки, чтобы пропустить ток в противоположном направлении. Если и в этот раз выключатель не сработает, значит он точно электронный.
Если имеется постоянный магнит, поднесите его к передней панели УЗО и слегка подвигайте. Электромеханический выключатель при этих манипуляциях отключится, электронный — нет.
Производители
На сегодняшний день наиболее качественную продукцию предлагают производители из Европы и США. Прежде всего, это компании:
- «ABB» (Швеция + Швейцария);
- «Legrand», «Schneider Electric» (Франция);
- «Moeller» (немецкая компания, но недавно была приобретена американцами);
- General Electric (США).
Разумеется, УЗО этих производителей стоят сравнительно дорого.
Несколько дешевле обходятся приборы компании Siemens (Германия), но и по качеству они немного уступают УЗО от передовых компаний.
Продукция отечественных производителей может сильно отличаться, так как некоторые заводы принадлежат иностранным инвесторам. Так, например, завод, выпускающий УЗО под маркой «Контактор», находится в собственности французской компании «Legrand». Это определяет и качество — оно гораздо выше, чем у многих других отечественных марок, и цену — она сопоставима со стоимостью УЗО европейского производства.
В среднем классе обосновались:
- курский завод «КЭАЗ»;
- компания «DEKraft».
Последняя примечательна тем, что на её продукцию в сети почти нет отрицательных отзывов.
А вот приборы компании «IEK», напротив, ругают довольно часто. Как сообщают пользователи, они гудят даже при умеренной нагрузке и отличаются хлипкостью корпуса, который легко деформируется при затягивании прижимных винтов. Тем не менее, оборудование марки «IEK» является довольно популярным, поскольку имеет очень привлекательную стоимость.
К той же категории, что и продукция марки «IEK», можно отнести приборы известного китайского производителя «EKF Electrotechnica» — как по цене, так и по качеству. Но при этом «китайцы» отличаются довольно продолжительным гарантийным сроком, например, на автоматические выключатели он составляет 5 лет. Для сравнения, гарантия на аналогичную продукцию завода «КЭАЗ» составляет 2 года.
Напомним лишний раз читателю, что качество УЗО — это зачастую вопрос жизни и смерти, поэтому не стоит ради экономии приобретать выключатели сомнительных и малоизвестных производителей. Не следует, также, забывать о том, что продукцию известных брендов активно подделывают, поэтому лучше приобретать УЗО в крупных магазинах, работающих напрямую с производителем, либо у официальных дилеров.
Номинальное напряжение
Выбирая УЗО, не забудьте посмотреть, является ли оно 1-фазным или 3-фазным. В первом случае на корпусе будет проставлено номинальное напряжение 230 В, во втором — 400 В.
Способ установки
Полезно знать, что наряду со стационарными УЗО, предназначенными для установки в распределительный щит на DIN-рейку, выпускаются УЗО переносные. Они похожи на обычный удлинитель — включаются в розетку и при этом сами имеют несколько розеток для подключения электроприборов.
При этом нужно учитывать, что по стоимости такие выключатели существенно превосходят стационарные модели.
Проверка работоспособности
На всех современных УЗО имеется кнопка с надписью «TEST» (проверка). При нажатии на неё подаётся ток в специальный проверочный провод, вследствие чего УЗО, если оно работоспособно, должно отключиться. Но нужно учитывать два важных момента:
- Отключение УЗО при нажатии кнопки «TEST» свидетельствует лишь о целостности внутренних цепей, но данный факт не является гарантией того, что характеристики прибора (отключающий ток утечки и время срабатывания) соответствуют нормативным требованиям. Поэтому не теряйте бдительности и если вы приобретаете УЗО в небольшом магазине или на рынке, попросите показать сертификат.
- Точно так же срабатывание уже установленного на место выключателя при нажатии данной кнопки не говорит о том, что он подключён правильно. Вполне вероятно, что по нажатию кнопки «TEST» прибор отключаться будет, а реальную утечку тока из-за ошибки в подключении проигнорирует.
Если вы хотите проверить работоспособность УЗО по-настоящему, нужно пригласить профессионального электрика и попросить его выполнить пробную утечку тока. Специально обращаем внимание читателя на то, что данную операцию должен выполнять специалист.
Особенности эксплуатации: Раз в месяц УЗО рекомендуется проверять при помощи кнопки «TEST».
Подключение УЗО и автоматических выключателей
Если электропотребители в доме или квартире разделены на несколько групп, каждая из которых защищена собственным автоматическим выключателем, то с целью экономии средств можно устанавливать одно УЗО на 2 – 3 таких группы. Сегодня организовать подключение таким образом можно практически в любой бытовой сети: среди современных УЗО с уставкой диф. тока 30 мА имеются модели, рассчитанные на довольно высокие номинальные токи — до 100 А.
Подбирая УЗО для группы автоматов, следует учитывать номинальный ток не только вышестоящего автомата, но и нижестоящих. Поясним на примерах.
Пример 1
Напомним, что в общем случае рекомендуется устанавливать УЗО с номинальным током, на одну ступень превосходящим номинальный ток выше установленного автомата. Но в данном случае, как видно, каждое из двух УЗО по номинальному току не превосходит, а наоборот уступает вводному автомату: его номинальный ток составляет 50 А, тогда как номинальный ток каждого из УЗО — только 40 А.
Тем не менее, выключатели диф. тока надёжно защищены от перегрузки: суммарный номинальный ток подключённых к каждому из них автоматов составляет всего 32 А (2х16 А), что на 20% меньше номинального тока УЗО в 40 А.
Пример 2
Следующая схема является не столь надёжной:
Номинальный ток 1-го УЗО составляет 25 А и вводный автомат с номинальным током 40 А его не защищает. Но перегрузка этому прибору не грозит, так как проходящий по нему ток не может превышать 22 А (к УЗО подключены автоматы на 6 и 16 А). А вот 2-е УЗО, рассчитанное на номинальный ток в 40 А, может перегореть: подключёнными к нему автоматами оно не защищается, так как их суммарный номинальный ток составляет 58 А (3х16 + 10), а вводным автоматом защищается, так сказать, впритык.
Если будет иметь место перегрузка, то до срабатывания вводного автомата через УЗО №2 будет протекать ток выше номинального, вследствие чего оно может выйти из строя. Рекомендуется либо установить УЗО с более высоким номинальным током (следующая ступень — 50 А), либо защитить его дополнительным автоматом с номинальным током на ступень ниже (32 А).
Пример 3
А вот эта схема однозначно является неверной:
Оба УЗО с номинальным током 40 А не защищаются ни вышестоящим автоматом (50 А), ни нижестоящими (суммарные номинальные токи составляют 57 и 48 А).
Оптимальный вариант подключения УЗО
Если имеется несколько УЗО со своей группой автоматов каждое, то очень важно не смешивать провода от разных групп. Для каждой группы лучше предусмотреть свою нулевую шину — при подключении всех потребителей на общую нулевую шину возможны ложные срабатывания УЗО. Подключение с отдельными шинами отображено на следующей схеме. Также здесь показано подключение селективного УЗО.
Красным цветом обозначена фаза (L), синим — нулевой проводник (N), жёлто-зелёным — заземление (РЕ).
Как видно, селективное УЗО с уставкой тока утечки 300 мА (поз. 3) подстраховывает УЗО 7 и 14 с уставкой тока утечки 30 мА и одновременно защищает цепи освещения (автоматы поз. 5, 6, 12). Защищать осветительную проводку УЗО с уставкой диф. тока 30 мА не имеет смысла, так как здесь вероятность поражения электротоком практически равна нулю.
Подразумевается, что дифференциальный автомат 13 обслуживает выделенную линию, предназначенную для подключения, например, компьютера или стиральной машины, поэтому нулевой проводник от него проложен прямо к нагрузке, а не к нулевой шине.
Дополнительные нулевые шины обозначены поз. 11 и 18. К первой подключены группы розеток 2, 3, 4 и от неё прокладывается провод к УЗО 7; ко второй — группы розеток 5, 6, 7, сама же шина подключается к УЗО 14.
Заметим, что данная схема имеет тот же недостаток, что и приведённая в примере №2: номинальный ток вводного автомата (поз. 1) является таким же, как и УЗО поз.7 и 14 — 40 А, в то время как суммарный номинальный ток подключённых к каждому из этих УЗО автоматов составляет 3х16 = 48 А. Для большей надёжности следовало бы установить УЗО, рассчитанное на более высокий номинальный ток.
При подключении УЗО на группу автоматов выявить место утечки достаточно просто. К примеру, сработало УЗО поз. 7. Нужно отключить автоматы поз. 8, 9 и 10, затем включить УЗО и по одному включать упомянутые автоматы. Как только будет включён автомат цепи с утечкой, УЗО тут же отключится.
От того, правильно ли вы выбрали и установили УЗО, зависит, сумеет ли оно спасти вашу жизнь в случае внештатной ситуации. Поэтому к данному вопросу следует подходить со всей обстоятельностью. Изложенные в нашей статье рекомендации помогут избежать ошибок, которые могли бы стать фатальными.
aqua-rmnt.com
Ошибки при выборе УЗО
С точки зрения изоляции абсолютно идеальных приборов не существует, каждый электроприбор имеет естественную утечку, хотя и очень незначительную.
При выборе УЗО нужно понимать, что сумма естественных токов утечки может вызвать ложное срабатывание устройства. Исходя из этого существует правило в котором говорится, что сумма естественных токов утечки приборов, которые подключаются к данному устройству защитного отключения, должна быть не больше 1/3 от номинального тока утечки.
К примеру, если устройство защитного отключение имеет номинальный ток утечки 10 мА, то сумма естественных токов утечки не должна превышать 3,3 мА, для 30 мА – это 10 мА и т.д.
Поэтому для того чтобы выбранное УЗО не срабатывало ложно, нужно учитывать естественные утечки электроприборов, которые к нему подключаются (качественные фирмы производители указывают ток утечки в паспорте или на корпусе устройства).
Какое устройство защитного отключения выбрать?
К потребителям электрической энергии по линиям электропередач протекает ток синусоидальной формы, поэтому и утечки в этом случае также будут синусоидальными. Следовательно, по типу выключатели дифференциального тока нужно выбирать – АС.
Устройство защитного отключения для квартиры
Для защиты в обычной квартире выключатели дифференциального тока выбирают как правило однофазные (двухполюсные) типа – АС, с номинальным напряжением – 230 В и номинальным током до 32 А.
Минимальный ток утечки, который способно почувствовать УЗО 10 мА. Однако выбирать УЗО с таким током утечки совсем не обязательно. Дело в том, что величина тока в 10 мА может являться суммарной утечкой для электроустройств и аппаратов квартиры в целом, особенно при старой электропроводке.
Устройство защитного отключения чувствуя это утечку будет ложно срабатывать. Для защиты людей от поражения электрическим током достаточным будет выбор УЗО с током утечки 30 мА.
electricvdome.ru
Ток утечки
Чтобы обеспечить безопасность от поражения электричеством, часто приходится увеличивать количество устройств защитного отключения, разбивать сеть на несколько групп. В то же время использование очень чувствительных приборов УЗО приводит к ложным срабатываниям. Задача специалиста сделать правильный расчет и выбор с учетом всех факторов.
Согласно правилам устройства электроустановок, при неизвестном Iут, он принимается равным произведению 0,4 mA на число соответствующее расчетному нагрузочному току в амперах. Утечка цепи принимается равной произведению 0,01 mA на длину L фазного проводника в метрах. Согласно этим же правилам, суммарные потери сети должны быть меньше одной трети номинального отключающего дифференциального тока УЗО. Сюда же входят все утечки включенных постоянно и подключаемых периодически электроприборов. Произведем расчет.
Суммарный Iут= 0,4* IΣ +0,01*L
Отсюда следует, что предельный ток УЗО должен быть больше суммарного Iут сети в 3 раза.
Соответственно, номинальный отключающий ток равен:
IΔn= 3*(0,4* IΣ +0,01*L), где
IΣ – суммарный ток утечки всех электроустановок сети,
L – длина фазного провода в метрах.
Выбор для квартиры
Для примера расчета возьмем квартиру в многоэтажном доме. В этажном щитке на вводе стоит автоматический выключатель. Пусть автомат будет на 40 Ампер. Он защищает от коротких замыканий и перегрузок. Сразу за ним монтируется противопожарное УЗО, расчет его номинала произведем позднее.
Оно нужно для защиты от пожара при нарушении изоляции кабеля или ее пробое. Дальше, для обеспечения большей безопасности и бесперебойности снабжения электричеством, на каждую или несколько групп устанавливаются УЗО с определенным Iут от 10 до 30 mA. Зависит от токов утечки. Есть даже розетки со своими устройствами УЗО. На каждую группу потребителей устанавливается свой автоматический выключатель перегрузок.
В ванной комнате стоит стиральная машинка мощностью 1,8 кВт. Так как она расположена во влажном помещении, то для безопасности предусмотрим автомат защиты на 16 A и произведем расчет УЗО по мощности.
Рабочий ток для стиральной машинки равен:
Iр=Р/U=1600/220=7,3 А.
Длина фазного провода до нее составляет 20 м.
Отсюда
IΔn= 3*(0,4* IΣ +0,01*L)=3(0,4х7,3+0,01х20)=9,36 mA.
Ближайший в ряду УЗО на 16 A, ток утечки 10 mA.
Несколько групп
Допустим, в квартире предусмотрены еще две группы освещения с автоматами защиты на 16 A, две розеточные с автоматами на 20 A и 25 А. В группах освещения длина проводников по 50 м, а нагрузка составляет 0,3 и 0,6 кВт. В розеточных длина фазных проводов 40 и 60 м соответственно, а общая (переменная и постоянная) нагрузка 17 и 22 A соответственно.
Произведем расчеты по группам.
Расчет для первой осветительной:
Ip=P/U=300/220=1,4 A,
P – мощность осветительных приборов,
U – напряжение сети.
IΔn= 3*(0,4* IΣ +0,01*L)=3(0,4х1,4+0,01х50)=3,18 mA.
Расчет для второй осветительной:
Ip=P/U=600/220=2,8 A,
IΔn= 3*(0,4* IΣ +0,01*L)=3(0,4х2,8+0,01х50)=9,9 mA.
Расчет для первой розеточной:
IΔn= 3*(0,4* IΣ +0,01*L)=3(0,4х17+0,01х40)=21,6 mA.
Расчет для второй розеточной:
IΔn= 3*(0,4* IΣ +0,01*L)=3(0,4х22+0,01х60)=28,2 mA.
Так как УЗО по IΔn имеют номиналы 10, 30, 100, 300, 500 миллиампер, то некоторые группы электроснабжения можно объединить. При этом нужно помнить, что прибор срабатывает при достижении 50-100% IΔn.
По расчетам первая осветительная и розеточная группы в сумме по IΔn составляют 24,78 мА. Их можно подключить к устройству с отключающим током 30 миллиампер. Вторая розеточная подсоединяется к такому же 30 миллиамперному устройству. Вторая осветительная – к УЗО с током отключения 10 мА. Суммарный рассчитанный отключающий ток получился равным:
IΔn Σ=9,36+3,18+9,9+21,6+28,2=72,24 mA.
Приступаем к подбору УЗО. Ближайшее по отключающему току – на 100 мА. Его и нужно установить в качестве противопожарного.
Номинальный ток
УЗО имеет еще один важный параметр – номинальный ток, который необходимо учитывать при расчетах. При работе в пределах номинала, прибор гарантированно будет выполнять свои функции как угодно долго.
Автоматы защиты от перегрузок, которые устанавливаются на каждую группу электроснабжения, имеют номинал: 16, 20, 25, 32 ампера и так далее. Но при достижении этих значений прибор не отключится. Его характеристики таковы, что он начинает отключаться при значениях превышающих номинал в 1,13-1,45 раза, только благодаря тепловому расцепителю. Происходит выключение через один-два часа. А для быстрого отключения ему нужно превышение номинала от трех до пятнадцати раз. Данную особенность автомата защиты от перегрузок и короткого замыкания нужно учитывать.
Прибор отключения устанавливается с номинальным током всегда на уровень выше. Например, если от перегрузок и короткого замыкания стоит 32 амперный автомат, то устройство защитного отключения должно быть 40 ампер. Поэтому в квартире, для которой производился расчет, противопожарный прибор УЗО будет иметь ток отключения и номинальный 100 mA и 63 A соответственно. У стиральной машинки будет устройство 10 mA/16 A. Для второй группы освещения – устройство с пределом 10 mA/25 А. Остальные приборы УЗО имеют пределы 30 mA/32 А.
Дополнительные характеристики
Кроме этих основных характеристик, для которых проводятся расчеты, есть еще величины, требующие внимания при выборе. Это предельный ток короткого замыкания, для дома принимают 4500 A, многоквартирного 6000 A, для производств 10000 A. На корпусе изделия он изображается числом обведенным рамкой. Вид отключающего тока утечки обозначается буквами:
- АС означает, что он переменный;
- А – IΔn переменный и пульсирующий постоянный;
- В – IΔn переменный и постоянный;
- S – селективный, отключается с задержкой.
УЗО типа АС используют в квартирах. Потребители обычные – освещение, холодильники, теплые полы. Максимальное время отключения этого типа УЗО – 0,04-0,3 секунды, зависит от величины тока утечки.
Тип A применяется там, где много приборов с выпрямителями и импульсными блоками питания: компьютеры, стиральные машинки, телевизоры, посудомоечные машины, СВЧ-печи. Иногда производители прямо указывают, что должен стоять прибор УЗО А, а далее выполняется расчет по току.
Тип B применяют главным образом в промышленности, проводя перед установкой подробные расчеты.
Тип S (селективный). Время срабатывания у такого УЗО составляет 0,2-0,5 сек, поэтому для человека оно не является защитным. Устройство устанавливается в начале линии после основного автоматического выключателя и является второй ступенью дифференциальной защиты всего объекта от пожара.
Кроме этого, нужно определить, какое устройство защитного отключения выбрать: электромеханическое или электронное. Первое более надежное, но и более дорогое. Второй вид дешевле, чем электромеханическое, но его электронные компоненты чаще перегорают при всевозможных перегрузках.
При организации системы защиты электросети необходимо учитывать, что на один УЗО нельзя подключать больше 5 автоматов. Это может привести к ложным срабатываниям. К тому же, при правильном отключении нельзя понять, где произошла утечка.
evosnab.ru
Принцип работы УЗО
Для предупреждения случайного удара током при контакте с бытовыми и промышленными электроприборами было изобретено устройство защитного отключения.
В его основе лежит трансформатор с тороидальным сердечником, который мониторит силу тока на «фазе» и «нуле». Если ее уровни расходятся, то происходит срабатывание реле и отключение силовых контактов.
В норме любой электрический прибор имеет утечку тока. Но ее уровень настолько мал, что безопасен для человеческого организма.
Поэтому УЗО запрограммированы на срабатывание при том значении тока, которое может нанести электротравму людям или привести к поломке техники.
Например, при всовывании ребенком в розетку оголенного металлического штыря произойдет утечка электричества через тело, и УЗО отключит свет в квартире.
Скорость срабатывания устройства такова, что организм вообще не испытает никаких негативных ощущений.
В зависимости от мощности подключенной техники, наличия промежуточных защитных устройств и длины электропроводки применяют УЗО с различным предельным значением дифференциальных токов.
Наиболее распространены в быту защитные аппараты с пороговым уровнем 10 мА, 30 мА и 100 мА. Этих приборов достаточно для защиты большинства жилых и офисных помещений.
Следует помнить, что классический УЗО не предохраняет электропроводку от короткого замыкания и не отключает силовые контакты при перегрузке сети. Поэтому желательно использовать эти приборы в комплексе с другими механизмами электрозащиты.
Классификация защитных устройств
Несмотря на простоту внутреннего устройства, выбор моделей УЗО на рынке довольно велик. Каждый прибор имеет определенный набор технических параметров, которые невозможно настроить в процессе эксплуатации.
Для облегчения выбора УЗО следует рассмотреть варианты классификации этих устройств.
- По скорости срабатывания механизма УЗО разделяются на обычные и селективные. Первые отключают силовые контакты практически мгновенно, а вторые – с задержкой. Селективные УЗО применяют в многоуровневых системах, где важна последовательность срабатывания.
- По виду реле УЗО разделяют на электромеханические, разрывающие контакт механическим способом, и электронные, предотвращающие подачу тока с помощью полупроводниковой схемы.
- По виду тока. УЗО типа AC отключается от утечки переменного тока, типа A – от переменного и постоянного.
- По дополнительным функциям: без защиты от перегрузок сети и с таковой. УЗО с механизмом срабатывания от короткого замыкания или высокого тока обычно называют дифавтоматами.
- По конструкционному исполнению. Существуют УЗО, прикрепляемые на DIN-рейку, на стену, а также приборы в виде розетки, переносного устройства, адаптера.
- По рабочему напряжению: для 220В, 380В, комбинированные.
- По энергозависимости. Есть модели УЗО, способные и неспособные отключать силовую нагрузку при отсутствии рабочего напряжения.
- По количеству подключенных полюсов: двухполюсные и четырехполюсные.
Для правильного выбора УЗО мало знать его технические характеристики. Чтобы устройство эффективно выполняло свою защитную функцию, нужно учитывать при его покупке длину домашней электропроводки, мощность подключаемых приборов и некоторые другие параметры.
Правила выбора защитных аппаратов
Перед покупкой УЗО можно посетить форумы электриков для поиска совета о надежности того или иного производителя.
Однако подбирать максимальный и пороговый ток, количество полюсов, схему крепления и другие технические параметры необходимо строго индивидуально, исходя из особенностей помещения и электрической разводки.
Выбор прибора по мощности
Устройство защитного отключения не контролирует энергопотребление подключенных приборов, но имеет ограничения по максимально пропускаемому току.
Поэтому важно знать, как выбрать УЗО по максимальной мощности, чтобы при монтаже схемы разводки правильно учесть энергопотребление каждой группы помещений. Ведь при превышении номинальным током порогового для прибора значения он может перегореть.
В квартирах и частных домах обычно используют одноуровневую или двухуровневую систему УЗО. Каждая из них имеет свои особенности.
При одноуровневой схеме с единственным УЗО расчет номинального тока производится исходя из суммарной мощности одновременно подключенных к сети приборов.
Например, при энергопотреблении стиральной машинки 2,4 кВт, освещения 1,1 кВт и других приборов 2,8 кВт, УЗО должно пропускать (2400+1100+2800)/220=28 А.
В этом случае, при номинальном токе устройства защитного отключения 30 А, оно не перегорит даже при одновременной работе всей бытовой техники и освещения.
При установке единственного УЗО может возникнуть проблема с поиском места пробоя. В какой бы комнате ни произошла утечка тока, выбивать электроэнергию будет во всей квартире. Поэтому лучше не экономить и смонтировать разветвленную систему защиты.
Существует вариант разветвленной одноуровневой схемы установки УЗО. В такой ситуации провода от счетчика с помощью специальной шины разветвляются на несколько групп, каждая из которых контролируется отдельным защитным аппаратом.
Расчет номинального тока для каждого УЗО при разветвленной одноуровневой системе осуществляется отдельно. При этом учитывается максимальная мощность потенциально подключаемых к устройству приборов.
Например, при подключении к УЗО исключительно стиральной машины с энергопотреблением 2,4 кВт, его номинальный ток должен будет составлять не менее 2400/220=10,9 А.
Оптимальной, с точки зрения безопасности и ремонтопригодности, является двухуровневая система УЗО.
Первый ее уровень устанавливается на входе в квартиру и обеспечивает противопожарную безопасность. Номинальный ток этого защитного устройства обязан быть не ниже максимальных возможностей прибора учета электроэнергии.
Второй уровень энергозащиты ставится на отдельные группы потребителей. Это могут быть комнаты, этажи, пристройки, уличное освещение, единичные розетки.
Устройства второго уровня обычно стоят дешевле и имеют меньший номинальный ток. Сумма его значений у всех устанавливаемых приборов должна быть меньше, чем у базового УЗО на входе в помещение.
Например, при защитных аппаратах второго уровня с номинальным током 10 А, 16 А и 16 А потребуется смонтировать на общем входе прибор с минимальной пропускной способностью 10+16+16=42 А.
Преимуществом двухуровневой системы является возможность отключения отдельных групп электроприборов при наличии утечки тока. Это позволяет отремонтировать технику или найти проблемы с изоляцией в стене без обесточивания всей квартиры.
Расчет необходимого дифференциального тока
Каждая модель УЗО срабатывает при определенном уровне дифференциального тока, возникающего между двумя жилами электрокабеля. Поэтому важно знать, как подобрать для дома УЗО с безопасными характеристиками.
При расчете порогового дифференциального тока УЗО учитывают сразу несколько параметров:
- длину провода до потребляющего электроэнергию прибора;
- естественную утечку тока в технике;
- мощности приборов.
Общая формула определения дифтока следующая:
IΔ=(0,4Iрасч(A)+0,01Lпровода(м))/1000
Для примера, возьмем вышеописанную схему электроприборов и их мощности. Пусть длина кабеля к каждой группе бытовых устройств будет равна 12 м.
Расчет параметров УЗО для вышеприведенной схемы будет следующим:
- IΔмаш=(0,4*2800/220)+0,01*12=5,21 мА;
- IΔосв=(0,4*1100/220)+0,01*12=2,12 мА;
- IΔроз=(0,4*2400/220)+0,01*12=4,48 мА.
Согласно рекомендациям, пороговый ток аппарата должен быть в три раза больше рассчитанного дифференциального. Что связано с повышенной электронагрузкой в первую секунду включения бытовой техники.
Если не соблюсти это правило, то возможны частые ложные срабатывания УЗО, что будет создавать проблемы для потребителей.
Поэтому для каждой рассматриваемой группы электроприборов минимальное значение порогового дифференциального тока будет следующим:
- 5,21 мА*3=15,63;
- 2,12 мА*3=6,36;
- 4,48 мА*3=13,45.
То есть для стиральной машины и группы розеток понадобится УЗО с дифтоком 30 мА, а для группы освещения будет достаточно устройства на 10 мА.
Такие характеристики приборов обеспечат нормальное функционирование техники и обезопасят людей от электроудара. Не рекомендуется для этих целей устанавливать УЗО с параметром выше 30 мА.
При двухуровневой схеме ток утечки основного защитного устройства, расположенного на входе в помещение, выбирается в пределах 100-300 мА.
Эти УЗО срабатывают при пробое старой или поврежденной изоляции внутри стен. Таким образом, обеспечивается защита помещения от пожара при скрытых дефектах электропроводки.
Время срабатывания УЗО
В двухуровневой системе появление значительной утечки тока может привести к срабатыванию защитного аппарата на обоих уровнях.
Чтобы исключить такую ситуацию, в качестве базового можно установить селективное защитное устройство. Его время срабатывания составляет 150-500 мс, что в разы больше, чем у стандартного УЗО (20-40 мс).
При таком подборе аппаратов отключаться будет только электропитание на втором уровне, что не приведет к исчезновению электричества во всей квартире.
Что касается обычных УЗО, то чем меньше время их реакции, тем они безопаснее. Этот факт необходимо учитывать при их покупке.
Выбор надежного производителя
Непосредственно защитная функция УЗО мало зависит от его производителя. Прибор любой фирмы, за исключением явно бракованных моделей, будет отключать электропитание при превышении дифференциальным током порогового значения.
Минусы защитных устройств могут состоять в следующем:
- ложные срабатывания;
- повышенное гудение;
- нагрев во время работы;
- хлипкость корпуса, что может привести к его повреждению при монтаже;
- малый гарантийный срок.
Чем надежнее и авторитетнее производитель УЗО, тем меньше перечисленных недостатков будет иметь его оборудование.
Однако с ростом качества будет расти и цена. Наиболее надежными производителями защитных устройств являются:
- Legrand;
- ABB;
- AEG;
- КЭАЗ;
- Schneider Electric;
- Siemens;
- DEKraft;
- General Electric.
При покупке УЗО следует помнить, что это устройство устанавливается не ради соблюдения строительных норм, а для сохранения здоровья и жизни близких людей.
Поэтому не стоит покупать изделия сомнительных производителей. Они могут не только не сработать, но и сами привести к пожароопасной ситуации.
Существуют и другие критерии выбора устройств защитного отключения, но они имеют гораздо меньшее значение для безопасности потребителей.
Общие правила выбора и монтажа
Помимо критериев выбора УЗО, существуют общие полезные рекомендации при покупке и установке этого оборудования.
Они помогут не ошибиться и сразу приобрести подходящую для конкретной квартиры или дома модель.
Советы по выбору следующие:
- Рекомендуется брать УЗО, которые при срабатывании отключают не только фазу, но и «ноль».
- В рамках контролируемого аппаратом контура не должно быть заземленных электроприборов.
- Прибор должен срабатывать при краткосрочных падениях напряжения на 50% от номинального, которые могут произойти в первые мгновения короткого замыкания.
- Клеммы УЗО должны быть выполнены из слабо окисляемого материала и снабжены надежной системой фиксации проводов.
- Преимущество при покупке следует отдавать аппаратам с функцией защиты от короткого замыкания и перегрузки.
- УЗО второго уровня можно не устанавливать на безопасные группы оборудования, например, на потолочные источники освещения.
- На душевые кабинки и джакузи рекомендуется устанавливать приборы с пороговым дифтоком 10 мА.
- Следует обращать внимание на возможность подключения к аппарату алюминиевых проводов. Некоторые устройства работают с ними некорректно.
Установить правильно выбранное УЗО можно и самостоятельно. Этот процесс мало отличается от монтажа розетки или выключателя.
Важно внимательно рассмотреть схему подключения проводов и сделать так, как на ней указано.
Выводы и полезное видео по теме
Выбор УЗО с рассмотрением вариантов, а также пояснения особенностей различных схем их подключения:
Правила выбора УЗО, часть 1:
Правила выбора УЗО, часть 2:
Выбор подходящего УЗО, особенно при монтаже двухуровневых систем, лучше доверить профессионалам. Проще один раз пригласить в дом опытного электрика и проконсультироваться у него, чем менять неподошедший товар в магазине. Ведь на кону стоит здоровье и жизни близких людей, которые будут пользоваться домашними электроприборами.
sovet-ingenera.com