В этой статье рассмотрим назначение и принцип работы УЗО. Разберёмся, чем отличаются приборы разных типов, определимся, в каких условиях их применяют. Отдельно поговорим о подключении этих защитных устройств.
УЗО — это коммутационный (выключающий) аппарат, который при достижении и превышении дифференциальным током (током утечки) заданного значения размыкает контакты и отключает от питания сеть, или её участок. Это изделие имеет несколько названий: «устройство защитного отключения, управляемое дифференциальным током», «выключатель дифференциального тока», «защитно-отключающее устройство». Так или иначе, но сотни миллионов УЗО, используемых в мире, выполняют две задачи — защищают человека от поражения электрическим током при прямом и непрямом прикосновении и предотвращают возникновение пожара из-за возгорания проводки. Во многих развитых странах применение дифференциальных выключателей является обязательным.
Устройства защитного отключения предназначены нейтрализовать токи при всевозможных повреждениях электроустановок. Несмотря на то, что это лишь часть комплексных мер, в некоторых случаях УЗО остаётся единственным средством защиты, например, при: снижении уровня изоляции, обрыве нулевого защитного проводника или при малых значениях тока замыкания. Так предохранители (автоматы защиты) разрывают цепь при значениях тока (коротких замыканиях или сверхтоках), в несколько раз превышающих критический для человека порог, при котором происходит сбой в работе сердечной мышцы, тогда как УЗО срабатывают за миллисекунды и реагируют даже на самый малый ток.
Смертельно опасным может быть прикосновение к токоведущим элементам в электрическом щите или корпусам электроприборов, которые оказались под напряжением, допустим, при повреждении изоляции, всегда есть риск инструментом повредить оболочки кабелей скрытой проводки. Ток в 5 мА уже ощущается человеком, при 10 мА мышцы сокращаются, и наступает порог «неотпускания», 30 мА вызывает нарушение дыхания, 50 мА становятся причиной аритмии сердца, 100 мА — возможен летальный исход.
т почему по стандартам США УЗО, предназначенное для защиты людей, должно сработать при токах 4–5 мА, в Европе — 10 мА. В России жёстких нормативов нет — устройства защитного отключения согласно государственным требованиям должны использоваться в металлических строениях или зданиях с металлическим каркасом. Однако после выхода в свет ПУЭ седьмой редакции отношение к УЗО в нашей стране резко изменилось в лучшую сторону
Необходимо отметить, что устройство защитного отключения не может заменить автоматы, защищающие проводку, так как оно «не замечает» неполадки, которые не сопровождаются токами утечки, например, при коротком замыкании между линией и нейтралью.
Принцип работы УЗО
В основе действия любого УЗО лежит мониторинг баланса токов между проводниками, которые в него входят. Возможная разность токов обнаруживается и сравнивается с заданными величинами. Нарушение баланса является показанием для срабатывания исполнительной части (размыкателя).
Основной «следящий» узел УЗО — это дифференциальный трансформатор с тремя обмотками ферромагнитного сердечника: подводящей, отводящей, управляющей.
к, протекающий через устройство (от фазного проводника, идущего на питание потребителя, до нулевого проводника, идущего от потребителя), возбуждает на обмотках магнитные потоки с противоположными полюсами. Если бытовые приборы, электроустановочные изделия исправны, проводка на защищаемом участке не имеет повреждений, и при этом утечек на землю нет, то сумма токов равна нулю. Если же, например, человек, стоящий на мокром полу, прикоснулся к оголённому проводу, то часть тока пойдёт через его тело в землю, сумма потоков в устройстве будет больше нуля (тока втекает в УЗО больше, чем уходит из него). Появление положительной суммы токов означает, что ток проходит и мимо УЗО, то есть имеет место утечка, повреждение в цепи. В этом случае нарушается баланс в управляющей обмотке трансформатора, возникает сила, которая передаётся на реле ЭДС, разрывающее контакт между линией и нейтралью. Электродвижущая сила может обнаруживаться устройством слежения, что становится сигналом для отключения соленоида (силового электропривода), удерживающего контакты — цепь размыкается.
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.
1 – вводной кабель; 2 – вводной автомат; 3 – счетчик; 4 – УЗО типа S; 5 – автоматы; 6 – нулевая шина; 7 и 8 – УЗО типа AC; 9 – трехжильная электропроводка; 10 – шина заземления
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:
1 – вводной кабель; 2 – вводной автомат; 3 – счетчик; 4 – УЗО; 5 – автоматы; 6 – нулевая шина; 7 – трехжильная электропроводка; 8 – шина заземления; 9 – провод заземления
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.
Турищев Антон, рмнт.ру
21.10.13
www.rmnt.ru
Классификация устройств защитного отключения по разным критериям
По количеству полюсов УЗО подразделяются на несколько групп, из которых для нас имеют интерес:
- Двухполюсные УЗО — предназначенные для работы в однофазных сетях. Они чаще всего выпускаются в виде модульного оборудования и занимают в стандартных электрощитках два места по стандарту DIN (35 мм).
- Четырехполюсные УЗО работают в трехфазных сетях и занимают 4 места по стандарту DIN (70 мм).
По виду конструкции УЗО бывают:
- Электромеханические УЗО, в которых механизм измерения дифференциальных токов работает независимо от пропадания напряжение в сети из-за обрыва нуля, так как дифференциальный трансформатор реагирует только на разность токов. Такие УЗО имеют очень тонкую механику, что объясняет их более высокую стоимость.
- Электронные УЗО – в которых сравнение токов происходит в электронных компараторах, затем разностный сигнал усиливается для приведения в действие расщепителя. Такие УЗО имеют электронные схемы, которые требуют стабильного питающего напряжения.
По условиям функционирования при возникновении постоянной составляющей дифференциального тока УЗО бывают:
- Типа AC, реагирующие на переменный синусоидальный дифференциальный ток, который может нарастать медленно, а может возникнуть скачком.
- Типа А, реагирующие на синусоидальный ток, а также на выпрямленный пульсирующий постоянный, которые тоже могут медленно нарастать или возникать скачкообразно.
УЗО типа А более сложны и поэтому имеют большую цену. Необходимость их применения обычно рекомендуется производителями электрооборудования, в которых есть пульсирующее постоянное напряжение. Это стиральные и посудомоечные машины, телевизоры, компьютеры и множество других бытовых приборов.
Кроме модульных, устанавливаемых в щитки, существуют специальные виды УЗО, которые имеют форму розетки или даже электрической вилки. Такое применение оправдано в тех случаях, когда в квартире или доме электрическая проводка ветхая, имеющая малое сопротивление изоляции и соответственно большие токи утечки. УЗО, установленные в щитках в таких случаях будут иметь частые ложные срабатывания, что сделает невозможным работу электроприборов.
Важные советы, какой выбрать УЗО по мощности
Правильный выбор УЗО для квартиры должен быть обоснован специалистами, делающими проект электроснабжения помещений или же всего дома, потому что нужно учесть много технических нюансов, которые могут быть известны только инженерам-электрикам. Проект лучше делать при строительстве нового дома или при капитальном ремонте жилья, который обязательно должен включать и ремонт или полную замену проводки.
Это значение может быть от 6 до 125 Ампер. Другая важнейшая характеристика – это номинальный отключающий дифференциальный ток IΔn, при котором происходит срабатывание УЗО (подробнее о принципах работы этих устройств можно прочитать здесь). Этот параметр имеет фиксированные значения: 10 мА, 30 мА, 100 мА, 300 мА, 500 мА, 1 А и выбирается исходя из требований безопасности.
Например, если УЗО имеет дифференциальный ток срабатывания 30 мА, то это делается для безопасности людей и животных, потому что такой ток не приводит к сильным поражениям. Выключатели с дифференциальным током срабатывания в 100 мА и выше принято называть среди специалистов противопожарными УЗО, которые отключат всю электропроводку при возникновении уже смертельных для человека токов утечки.
Почему рекомендуют применение противопожарных УЗО
- Высокие токи утечки, сконцентрированные локально в одном месте, могут привести к выделению большого количества тепла, способного вызвать возгорание.
- Очень часто не все электрические цепи защищены УЗО, например, цепи освещения. Наличия подстраховывающего противопожарного УЗО спасет от высоких токов утечки, которые тоже могут стать причиной пожара.
Электрооборудование, установленное в санузлах, требует защиты УЗО с дифференциальным током 10 мА.
elektrik24.net
Важность мероприятия
Если Вы неправильно выберите модель УЗО, то есть ошибетесь с его характеристиками, это чревато следующими последствиями:
- Автоматика будет срабатывать во время ложной тревоги, т.к. незначительные утечки электричества всегда присутствуют в проводке, особенно если она старая (в деревянном доме на даче).
- Слишком высокие характеристики УЗО по мощности, которым Вы отдадите предпочтения, не будут срабатывать во время опасной ситуации, в результате чего можно получить поражение электрическим током.
- Устройство не сможет функционировать при подключении алюминиевых жил Вашей домашней проводки, т.к большинство современных моделей предназначены только для подсоединения медных проводников.
Чтобы не допустить данные ошибки, сначала необходимо разобраться с характеристиками дифференциального выключателя, после чего переходить к его выбору.
Основные характеристики устройства
Итак, среди наиболее важных технических характеристик, на которые нужно опираться при выборе УЗО для квартиры и частного дома, выделяют:
- Номинальное напряжение сети: 220 В (однофазная) либо 380 В (трехфазная).
- Количество полюсов: двухполюсный (если 1 фаза) и четырехполюсный (если 3 фазы).
- Номинальный ток нагрузки может составлять 16А, 20А, 25А, 32А, 40А, 63А, 80А, 100А.
- Номинальный отключающий дифференциальный ток (утечка) 6 мА, 10 мА, 30 мА, 100 мА, 300 мА, 500 мА.
- Номинальный условный ток короткого замыкания – варьируется от 3 кА до 15 кА. Простыми словами данная величина показывает надежность УЗО и его устойчивость при возникновении КЗ. На передней панели значение отображается в прямоугольнике в амперах, либо после символа «Inc».
- Коммутационная способность (обозначение «Im») – представляет собой максимальное значение, при котором изделие способно нормально среагировать. Должно составлять не меньше, чем 10 значений номинальной нагрузки, либо не менее 500 А (современный изделия имеют коммутационную способность от 1000 до 1500 А).
- Принцип работы: AC – срабатывание при переменном токе, A – переменный + постоянный пульсирующий, B – постоянный + переменный, S – присутствует выдержка времени перед срабатыванием, G – также присутствует выдержка, но ее время меньше.
- Конструкция: электронный (работает от сети) либо электромеханический (не требует питания). Чем отличается электронное УЗО от электромеханического, мы рассказывали в отдельной статье.
Существующие характеристики мы Вам предоставили, теперь подробно рассмотрим, как их нужно учитывать, чтобы правильно выбрать УЗО по мощности (в этом случае амперажу), току утечки и другим параметрам.
Советуем просмотреть подборку видео уроков, в которых более подробно рассмотрена процедура расчета УЗО, а также стратегия по выбору подходящей модели на примере таблиц:
Критерии правильного выбора
Номинальный ток
Первое, на что нужно обратить внимание – на какой ток рассчитано устройство. Чтобы правильно выбрать УЗО по току, необходимо изначально определиться с тем, для каких целей будет устанавливаться изделие. Если Вы хотите защитить отдельный элемент сети, к примеру, стиральную машинку, систему электрический теплый пол либо водонагреватель (бойлер), значение может быть не выше, чем 16 А. Для всей электропроводки в квартире нужно ставить агрегат не меньше, чем на 32 А. Чтобы правильно подобрать значение, сначала нужно рассчитать нагрузку от всех подключенных электроприборов и отталкиваясь от полученной суммы выбрать наиболее подходящую модель УЗО. На корпусе современной техники производители обычно указывают номинальную токовую нагрузку, поэтому с расчетами не должно возникнуть сложностей.
Дифференциальный ток
Мы рассмотрели все существующие значения, которые варьируются от 10 до 500 мА, теперь разберемся, какое УЗО лучше выбрать по амперажу в определенных ситуациях. Защиту человека от поражения электричеством обеспечивают уставки от 6 до 100 мА. В то же время утечки свыше 30 мА будут ощутимы телом человека. Именно поэтому для детской и ванной комнаты лучше выбрать модель на 10 мА, а для защиты розеток и светильников 30 мА.
Тут же следует отметить, что каждый электроприбор имеет естественный ток утечки, который указывается в прилагаемом техническом паспорте. При выборе УЗО по току утечки обязательно учитывайте следующее правило: сумма естественных утечек не должна превышать номинальное значение защитного прибора больше, чем на 30% (1/3). В противном случае будут возникать ложные срабатывания, от которых много хлопот.
Тип изделия
Итак, простыми словами объясняем предназначение каждого из типов УЗО:
- АС – в основном используется для защиты электроприборов в домашних условиях при использовании как однофазной, так и трехфазной сети. Бытовую технику с пульсирующим током, к примеру, стиральную машину, защитить такое изделие не сможет.
- А – используется как раз для отдельной защиты стиральных машин в квартирах и частных домах.
- B – в основном используются на производстве, поэтому выбрать данный тип для дома нет смысла.
- S – как мы уже говорили, отключение происходит не сразу же при обнаружении утечки, а через определенную уставку времени. Как правило, применяется для предотвращения пожара и подключается на вводном щите, обслуживая всю электропроводку (поэтому и уставка на ток утечки выбирается не менее 100 мА).
- G – в основном подключается на отдельный электроприбор для контроля и своевременной противопожарной защиты. В отличие от типа «S» имеет меньшее время выдержки.
Конструкция
Тут особо говорить не о чем, электронные имеют более сложный принцип работы и функционируют только при наличии источника питания (внешнего либо электросети). Более надежные и долговечные – электромеханические, поэтому лучше выбрать электромеханическое УЗО для квартиры и дома, к тому же стоимость будет на порядок ниже.
Производитель
Ну и последний, не менее важный критерий выбора УЗО – по производителю. На сегодняшний день лучшими в производстве данных изделий являются следующие фирмы:
- Legrand;
- ABB;
- AEG;
- Schneider electric;
- Siemens;
- DEKraft.
Среди бюджетных моделей самое высокое качество у компаний Аустро-УЗО и ДЭК.
Рекомендуем отдавать предпочтение более дорогим изделиям, однако если бюджет не позволяет, неплохо справятся с защитой и отечественные производители. В любом случае перед покупкой советуем Вам посетить форумы по электрике и ознакомиться с отзывами покупателей о выбранной модели! Так Вы наверняка узнаете все преимущества и недостатки изделия и точно определить какое УЗО лучше выбрать.
samelectrik.ru
Подбор автоматических предохранителей
Возьмем в качестве отправной точки планировку частного дома. В квартирах, особенно построенных недавно, вопрос подключения устройств защитного отключения стоит не так остро, и все в щите укомплектовано по проекту. А с частным домом дела обстоят несколько иначе — проект и компоновка ложится на наши плечи (с привлечением специалистов).
Для наглядности рассмотрим следующую планировку частного дома (использовалась программа ArCon):
Рассмотрев проект дома, можно выделить такие помещения, как:
- Гостиная (1 этаж).
- Комната (1 этаж).
- Кухня (1 этаж).
- Коридор (1 этаж).
- Санузел (1 этаж).
- Три комнаты (2 этаж).
- Санузел (2 этаж).
Исходя из этого сформируем определенные группы потребителей:
Розетки 1 этаж:
- Гостиная — автоматический выключатель С 16, сечение провода (медь) 3х2,5 мм², ориентировочная мощность потребления 1600 Вт.
- Комната — автоматический выключатель С 16, сечение провода (медь) 3х2,5 мм², ориентировочная мощность потребления 1600 Вт.
- Коридор + санузел — автоматический выключатель С 16, сечение провода (медь) 3х2,5 мм², ориентировочная мощность потребления 1600 Вт.
- Кухня — автоматический выключатель С 16, сечение провода (медь) 3х2,5 мм², ориентировочная мощность потребления 3000 Вт.
Выключатели 1 этаж:
- Гостиная.
- Комната.
- Коридор.
- Кухня.
- Санузел.
- Наружное освещение.
Розетки 2 этаж:
- Комната 1 — автоматический выключатель С 16, сечение провода (медь) 3х2,5 мм², ориентировочная мощность потребления 1600 Вт.
- Комната 2 — автоматический выключатель С 16, сечение провода (медь) 3х2,5 мм², ориентировочная мощность потребления 1600 Вт.
- Комната 3 — автоматический выключатель С 16, сечение провода (медь) 3х2,5 мм², ориентировочная мощность потребления 1600 Вт.
- Санузел + стиральная машина — автоматический выключатель С 16, сечение провода (медь) 3х2,5 мм², ориентировочная мощность потребления 3000 Вт.
Выключатели 2 этаж:
- Комната 1.
- Комната 2.
- Комната 3.
- Санузел.
Итак, на данном этапе мы определились с группами потребителей, автоматическими выключателями и сечением силового кабеля. Выведем в виде таблицы получившиеся данные:
Таблица 1. Выбор автоматов (автоматических предохранителей) для групп потребителей
| ГРУППЫ | ТИП АВТОМАТА | ТИП ПРОВОДА | |
| Розетки 1 этаж | C25 1P | ВВГ 3х2,5 мм² | |
| Розетки кухня 1 этаж | C16 1P | ВВГ 3х2,5 мм² | |
| Розетки 2 этаж | C25 1P | ВВГ 3х2,5 мм² | |
| Розетки санузел 2 этаж | C16 1P | ВВГ 3х2,5 мм² | |
| Освещение 1 этаж | B10 1P | ВВГ 3х1,5 мм² | |
| Освещение 2 этаж | B10 1P | ВВГ 3х1,5 мм² | |
| |
Автомат B 10 1P — это однополюсный 10 амперный автоматический предохранитель. Он защищает фазный проводник, подключенной к автомату однофазной двухпроводной или однофазной трехпроводной электропроводки от расплавления изоляции и проводящей жилы провода в связи с перегревом от токов короткого замыкания и длительного нагрева протеканием тока превышающего 10 А. Автомат обеспечивает прекращение поступления электроэнергии в однофазную электросистему с нагрузкой до 2.2 кВт при наступлении аварийной ситуации отключением подачи напряжения. Характеристическая кривая обуславливает применение автомата B10 для защиты проводок с токами включения (пусковыми токами) до 30 — 50 ампер. | ||
| |
Автомат C 16 1P — это однополюсный 10 амперный автоматический предохранитель. Он защищает фазный проводник, подключенной к автомату однофазной двухпроводной или однофазной трехпроводной электропроводки от расплавления изоляции и проводящей жилы провода в связи с перегревом от токов короткого замыкания и длительного нагрева протеканием тока превышающего 16 А. Автомат обеспечивает прекращение поступления электроэнергии в однофазную электросистему с нагрузкой до 3.52 кВт при наступлении аварийной ситуации отключением подачи напряжения. Характеристическая кривая обуславливает применение автомата C 16 для защиты проводок с токами включения (пусковыми токами) до 80 — 160 ампер. | ||
| |
Автомат C 25 1P — это однополюсный 10 амперный автоматический предохранитель. Он защищает фазный проводник, подключенной к автомату однофазной двухпроводной или однофазной трехпроводной электропроводки от расплавления изоляции и проводящей жилы провода в связи с перегревом от токов короткого замыкания и длительного нагрева протеканием тока превышающего 25 А. Автомат обеспечивает прекращение поступления электроэнергии в однофазную электросистему с нагрузкой до 5.5 кВт при наступлении аварийной ситуации отключением подачи напряжения. Характеристическая кривая обуславливает применение автомата C 25 для защиты проводок с токами включения (пусковыми токами) до 125 — 250 ампер. | ||
| |
ВВГ-П — вид медного силового кабеля ВВГ изолированные жилы которого расположены параллельно в одной плоскости. Данный силовой кабель имеет оболочку и саму изоляцию из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ), что обеспечивает не распространение горения при одиночной прокладке. Кабель подходит при эксплуатации в сухих и влажных помещениях и на открытом воздухе, но не рекомендуются для прокладки в земле. Хорошо выдерживает низкие (до -50°C) и высокие (до +50°C) температуры. Устойчив к воздействию влажности до 98 % и различных химических веществ. Силовые кабели ВВГ-П имеют различные площади сечения токопроводящих жил, которая зависит от объекта использования. Медный кабель с площадью сечения жилы 1,5 мм² рассчитан под ток 19 А и мощность 4100 Вт, а с площадью сечения жилы 2,5 мм² — под ток 27 А и мощность 5900 Вт. | ||
к оглавлению
Как выбрать УЗО. Расчет под рассмотренный пример
В предыдущем пункте мы рассмотрели какие автоматические предохранители понадобятся для конкретного дома. Теперь исходя из этих данных с помощью расчета определим необходимые узо автоматы под данную конфигурацию. Для наглядности и удобства выбирать устройство защитного отключения будем по сформированным в таблице выше группам. Но для начала определимся с рекомендациями и уже известными методиками выбора и расчета:
- Для того, чтобы обеспечить лучшую электробезопасность и одновременно с этим максимальную бесперебойность электроснабжения желательно устанавливать отдельный узо автомат на каждую группу потребителей. Для этих целей применяются устройства со значением величины силы тока утечки (уставка) 10 мА и 30 мА, при котором срабатывает защита.
- Для влажных групп, выполненных отдельной линией, устанавливается УЗО с уставкой 10 мА. В нашем примере к влажным группам отнесем санузел на втором этаже, в котором будет находиться стиральная машина.
- Номинальный ток устройства защитного отключения выбирается равным или на ступень выше номинального тока автоматического выключателя, который защищает данный участок цепи.
Исходя из первого и второго пунктов можно определиться со следующим: во всех группах кроме «розетки санузел 2 этаж» устанавливаем устройства с уставкой 30 мА, а во влажную группу санузла второго этажа — 10 мА.
Исходя из третьего пункта можно предварительно определиться с номиналом устройства защитного отключения под конкретный автоматический выключатель группы потребителей:
Таблица 2. Выбор УЗО для групп потребителей
| ГРУППЫ | ТИП АВТОМАТА | ТИП УЗО ПО НОМИНАЛУ И УСТАВКЕ |
| Розетки 1 этаж | C25 1P | УЗО 25 А 30 мА |
| Розетки кухня 1 этаж | C16 1P | УЗО 25 А 30 мА |
| Розетки 2 этаж | C25 1P | УЗО 25 А 30 мА |
| Розетки санузел 2 этаж | C16 1P | УЗО 16 А 10 мА |
| Освещение 1 этаж | B10 1P | УЗО 16 А 30 мА |
| Освещение 2 этаж | B10 1P | УЗО 16 А 30 мА |
Дополнить ответ на вопрос как выбрать узо для квартиры или дома можно проверкой предварительно выбранных нами типов устройств по усечке. Они должны выполнять защитные функций согласно нормам. Для этого необходимо рассчитать ток утечки электроустановки IΔ:
- IΔ = IΔэп + IΔсети, где IΔэп — ток утечки электроприемника, мА; IΔсети — ток утечки сети, мА.
При расчете тока утечки в электроустановке ПУЭ предписывают принимать ток утечки электроприемников из расчета 0,4 мА на 1 А тока нагрузки, а ток утечки цепи из расчета 10 мкА на 1 м длины фазного проводника. Соответственно:
- IΔэп = 0,4 X Iрасч, где Iрасч — расчетный ток в нагрузке цепи, А.
- Iрасч = Iном = Pном / (Uном X cosφном).
Коэффициент мощности cos φ характеризует количество реактивной энергии, потребляемой устройством. Большинство бытовой и офисной техники имеет активный характер нагрузки (реактивное сопротивление у них отсутствует или мало), для них cos φ=1.
Номинальную мощность Pном (Вт) в нашем случае берем из групп потребления, где каждой задавали ориентировочную мощность потребления. Чтобы стало понятнее, возьмем группу «розетки 1 этаж». В нее входят гостиная, комната, коридор и санузел. Мы задали ориентировочную мощность потребления для отдельных комнат 1600 Вт. Суммарно для группы этот показатель будет 4800 Вт.
Номинальное напряжение для однофазной сети Uном = 220 В.
- IΔсети = 0,01 X Lпровода, где Lпровода — длина фазного проводника, м.
Согласно требованиям ПУЭ суммарный ток утечки сети с учетом присоединяемых стационарных и переносных электроприемников в нормальном режиме работы не должен превосходить 1/3 номинального отключающего дифференциального тока IΔn УЗО. То есть номинальный дифференциальный отключающий ток устройства (который нанесен на корпусе) должен быть как минимум в три раза больше суммарного тока утечки защищаемой цепи электроустановки IΔ:
- IΔn > = 3 IΔ.
к оглавлению
Пример расчета соответствия устройства в группе потребителей
Рассмотрим группу «розетки 1 этаж»:
- IΔn = 30 мА (из таблицы 2).
- Uном = 220 В.
- Pном = 4800 Вт.
- Lпровода — в данном случае неизвестно, и его оптимальную длину определим.
По условию IΔn > = 3 IΔ , IΔ <= 30/3 <= 10 мА.
Iрасч = 4800 / 220 = 21,81 А.
IΔэп = 0,4 X 21,81 = 8,73 А.
По основной формуле IΔ = IΔэп + IΔсети:
10 = 8,73 + (0,01 X Lпровода);
(10-8,73) / 0,01 = Lпровода;
Lпровода = 127 метров.
Вывод: установленный на рассмотренную группу УЗО 25 А 30 мА в паре с автоматом C25 1P приемлем при учете что протяженность фазного проводника не превысит 127 метров. Естественно, на этапе проектирования и монтажа вы будете знать длину провода, задействованного в каждой конкретной группе. И для проверки соответствия по формуле рассчитывается IΔ. Полученный ток умножаем на три и сравниваем с маркировкой использованного устройства защитного отключения. Должно выполняться условие IΔn > = 3 IΔ.
Допустим, Lпровода в группе = 250 метров; тогда исходя из предыдущего расчета IΔ=8,73+(0,01 X 250) = 11,23 мА; 3 IΔ = 33,69 > IΔn. Условие не выполнилось. Как выход, можно разделить группу на две.
к оглавлению
Подключение УЗО и автоматов в электрощите — основные схемы
Мы рассмотрели пример определенного дома или квартиры и выделили группы потребителей электроэнергии, выбрали для них автоматику и рассмотрели методику расчета соответствию требованиям. Дополним изученное выше наглядным примером и схемой как правильно подключить УЗО и автоматы. Укомплектуем электрический щит:
Рассматривая данную схему может возникнуть несколько вопросов:
- Установка вводного автомата.
- Установка противопожарного узо.
- Оптимизация количества устройств защитного отключения.
Начнем с последнего пункта. Естественно условие использовать отдельное УЗО на каждую группу потребителей электроэнергии обосновано. Однако всегда есть альтернатива и можно от чего то отказаться в данной схеме. К примеру, можно:
- Убрать противопожарное устройство защитного отключения.
- На освещение первого и второго этажа не использовать УЗО.
- Установить на розетки первого и второго этажа одно общее устройство защиты. При этом номинальный ток группового УЗО выбирается так, чтобы он был равен или больше суммы номиналов групповых автоматических выключателей. Если сумма номиналов групповых автоматов превышает номинал вводного автоматического выключателя, тогда номинальный ток устройства защитного отключения выбирается равным номинальному току вводного УЗО, а если вводное противопожарное устройство не установлено, тогда равным или больше номинала вводного автоматического выключателя.
В любом случае — это всего лишь варианты, которые необходимо просчитать и проанализировать. Вариантам и схемам подключения УЗО посвятим отдельный обзор. А теперь для завершения темы кратко рассмотрим установку вводного автомата и противопожарного узо.
Вводной автомат – это автоматический выключатель подачи электричества от питающей сети к объекту, если возникает перегрузка в цепи, или произошло короткое замыкание. От обычных автоматических выключателе использованных в схеме он отличается большей величиной номинального тока. При малом количестве нагрузок он может быть однополюсным и подключаться через фазный провод. В нашем примере использовали двухполюсный образец. Двухполюсный автомат представляет собой блок с двумя полюсами. Они снабжены объединенным рычажком и имеют общую блокировку между механизмами отключения. Эта конструктивная особенность важна, так как ПУЭ запрещают производить разрыв нулевого провода.
В распределительных щитах могут устанавливаться противопожарные УЗО. От обычных устройств они отличаются большей уставкой по току утечки – 100 мА или 300 мА. Для того, чтобы выполнялась селективность, желательно использовать устройства с буквой S на передней панели. Если установить обычное не селективное, то при срабатывании одного из групповых УЗО почти всегда будет срабатывать и противопожарное.
В качестве дополнения — видео: схемы подключения УЗО
poweredhouse.ru