Противопожарное УЗО: назначение, характеристики и схемы установки

Содержание
  1. Назначение и область применения УЗО
  2. Схемы подключения УЗО в однофазной сети
  3. Без заземления
  4. С заземлением
  5. Особенность УЗО
  6. Общие правила подключения устройства защитного отключения
  7. Причины возгорания электропроводки
  8. УЗО по количеству фаз
  9. Критерии выбора оборудования
  10. Как УЗО способно предотвратить пожар?
  11. Опасность утечки тока для пожара
  12. Схемы установки защитного выключателя
  13. Номинальный отключающий ток УЗО
  14. Расшифровка маркировки
  15. Типы УЗО по принципу срабатывания
  16. Занимаемое пространство
  17. Виды и типы
  18. Электромеханическое
  19. Электронное
  20. Селективное
  21. Противопожарное
  22. Количество полюсов
  23. Устройство и принцип работы УЗО
  24. Каким номиналом выбрать УЗО 100 или 300 мА?
  25. Нормативные документы по использования
  26. Функция УЗО как элемент защиты от пожаров
  27. Поломки и качество
  28. Практические схемы монтажа в однофазной сети с заземлением
  29. Задержка отключения (селективность) УЗО
  30. Заключение

Назначение и область применения УЗО

УЗО предназначено для сравнения величины электрического тока, протекающего в фазном и нулевом проводе. При нормальной работе электрических приборов эта величина одинакова и встречные потоки в обмотках УЗО компенсируют друг друга. Как только возникает аварийная ситуация — где-то нарушается изоляция с последующим протеканием заряженных частиц на землю в обход нуля, дифференциальные токи будут отличаться и защита отключит питание.

На практике это можно представить следующим образом: при пробое электропроводки на корпус стиральной машинки или водонагревателя их корпус будет находиться под потенциалом. Как только с корпуса потенциал начнет перетекать на землю, защита отреагирует, и человек не пострадает. Наиболее актуально подключать УЗО в цепь мощных приборов на кухне или в ванной, так как из-за выделения конденсата на их поверхности и металлическом корпусе, который является потенциальным проводником.

Но это не означает, что остальное оборудование не требует подобных приспособлений для защитного отключения: те же светильники, розетки и прочая подключенная нагрузка также может нести угрозу человеку. Поэтому их тоже актуально подключать к УЗО на щитке как общим для всей электрической проводки, так и отдельно для каких-либо приборов или их групп.

Схемы подключения УЗО в однофазной сети

Большинство бытовых потребителей питаются по однофазной схеме, где для их электроснабжения используется один фазный и нулевой проводник.

В зависимости от индивидуальных особенностей сети однофазное питание может осуществляться по схеме:

  • с глухозаземленной нейтралью (TT), в которой четвертый провод выполняет роль обратной линии и дополнительно заземляется;
  • с совмещенным нулевым и защитным проводником (TN-C);
  • с разделенным нулем и защитным заземлением (TN-S или TN-C-S, при подключении приборов в помещении отличия между этими системами вы не обнаружите).

Следует отметить, что в системе TN-C согласно требований п 1.7.80 ПУЭ не допускается применение дифференциальных автоматов, кроме защиты отдельных устройств с обязательным совмещением нуля и земли от прибора до УЗО. В любой ситуации при подключении УЗО следует учитывать особенности питающей сети.

Без заземления

Так как далеко не все потребители могут похвастаться наличием третьего провода в своей проводке, жильцам таких помещений приходиться обходиться тем, что есть. Наиболее простой схемой подключения УЗО является установка защитного элемента после вводного автомата и электрического счетчика. После УЗО актуально подключать автоматические выключатели для различной нагрузки с соответствующим током отключения. Заметьте, что принцип работы УЗО не предусматривает отключение токовых перегрузок и коротких замыканий, поэтому их обязательно устанавливают вместе с автоматическими выключателями.

Такой вариант актуален для квартир с небольшим количеством подключаемых приборов. Так как при коротком замыкании в каком-либо из них отключение не принесет ощутимых неудобств, а отыскание повреждения не займет много времени.

Но, в случаях, когда используется достаточно разветвленная схема электроснабжения, в ней могут использоваться несколько УЗО с различной величиной тока срабатывания.

В этом варианте подключения устанавливаются несколько защитных элементов, которые подбираются по номинальному току и току срабатывания. В качестве общей защиты здесь подключается вводное противопожарное УЗО на 300 мА, за ним проводится нулевой и фазный кабель до следующего устройства на 30 мА одно для розеток, а второй на освещение, для ванной и детской устанавливается пара агрегатов на 10 мА. Чем меньший номинал срабатывания используется, тем более чувствительной будет защита – такие УЗО сработают при значительно меньшем токе утечки, что особенно актуально для двухпроводных схем. Однако устанавливать чувствительную автоматику на все элементы также не стоит, так как она имеет большой процент ложных срабатываний.

С заземлением

При наличии заземляющего проводника в однофазной системе применение УЗО более целесообразно. В такой схеме подключение защитного провода к корпусу приборов создает путь для утечки тока при нарушении изоляции проводов. Поэтому срабатывание защиты произойдет сразу при повреждении, а не в случае поражения током человека.

Посмотрите на рисунок, подключение в трехпроводной системе производится аналогично двухпроводной, так как для работы устройства требуются только нулевой и фазный проводник. Заземляющий подключается только к защищаемым объектам через отдельную шину заземления. Ноль также может подводиться к общей нулевой шине, с нулевых контактов он разводится проводами к соответствующим приборам, подключаемым в сеть.

Как и в двухпроводной однофазной схеме, при большом количестве потребителей (кондиционера, стиралки, компьютера, холодильника и прочих благ цивилизации) крайне неприятным вариантом является зависание всех вышеперечисленных электронных схем с потерей данных или нарушением их работоспособности. Поэтому для отдельных устройств или целых групп можно установить несколько УЗО. Конечно их подключение обернется дополнительными затратами, но сделает отыскание повреждений более удобной процедурой.

Особенность УЗО

Однако нужно понимать, что существуют сценарии, при которых УЗО попросту не реагирует. К таковым, например, можно отнести случаи попадания животных под напряжение, когда при этом замыкания на землю нет. Этот сценарий вполне возможен, когда происходит одновременное касание к фазному и нулевому проводнику. Помимо, также это может произойти при наличии изоляции с полом.

Такая особенность связана с тем, что УЗО попросту не способно отличать ток, что проходит через животное или человека от того, который обычно присутствует в нагрузочном элементе. Здесь можно использовать только механическую защиту или обесточивание перед непосредственным контактом, если таковой планируется.

Общие правила подключения устройства защитного отключения

Существует немалое количество практических вариантов подключения УЗО, к сожалению, не все из них верные. Продумывая схему электроснабжения дома или квартиры, необходимо решить:

  • какое количество приборов защиты следует установить;
  • в каком месте подключить защиту;
  • как правильно провести электромонтаж.
Пример монтажа УЗО в электощите

Проще всего установить отдельное устройство на каждый потребитель, но это достаточно дорого. Вероятно, так можно поступить в отношении газового котла, холодильника и компьютера. Во всяком случае, возможно подключение УЗО на три оговоренных потребителя. Чем более индивидуальную защиту Вы предусматриваете, тем меньше вероятность отключения важных потребителей по причине наличия проблем в каких-то других цепях.

Некоторые линии, например, сеть освещения, может быть защищена только противопожарным УЗО. Осветительные приборы не имеют металлических поверхностей, то есть опасность поражения людей электрическим током при касании маловероятна.

Противопожарное или общее УЗО включается в схему сразу после счетчика электроэнергии. Устройство защитного отключения, установленное после входного автомата и электросчетчика, рассчитывается на номинальный рабочий ток на ступень выше значения у предшествующего автоматического выключателя. Например, если на входе имеется автоматический выключатель на 32А, модуль защиты выбирается на 40А.

Так делается для того, чтобы защитить от перегрузки контакты более дорогого устройства. Очевидно, это правило не работает при использовании нескольких УЗО. В этом случае его рабочий ток должен быть больше, чем номинал каждого из установленных после устройства защиты автоматов.

При монтаже модуля защиты сверху к нему подключаются проводники нуля и фазы, подводящие напряжение, а снизу подсоединяются одноименные провода нагрузки. Таковы правила монтажа большинства модульных устройств, о которых знает каждый электрик. Не следует вводить в заблуждение тех, кто будет работать с электрощитом.

Причины возгорания электропроводки

Причинами возгорания электропроводки могут являться:

  • Нагрев проводников (локальный или на протяженном участке) из-за перегрузки.
  • Искрение в месте плохого электрического контакта (в соединениях, на клеммах электроприборов и аппаратов)
  • Утечка с неизолированных участков цепи (в соединительных, ответвительных и проходных коробках, распределительных щитах, электрических аппаратах).
  • Горение электрической дуги на каком-либо участке цепи, вызванное током короткого замыкания.
  • Повреждения изоляции кабеля.

Повреждения изоляции кабеля могут происходить по следующим причинам:

  • Электрические — от перенапряжения и сверхтоков.
  • Механические — удар, нажим, сдавливание, изгиб, повреждение инородным телом.
  • Воздействие окружающей среды — влажность, тепло, излучение (ультрафиолет), старение, химическое воздействие.

Развитие короткого замыкания из тока утечки, приводящее к возгоранию, происходит следующим образом:

  • В месте микроповреждения изоляции между находящимися под напряжением проводниками начинает протекать крайне малый точечный ток.
  • Под воздействием влажности, загрязнения, проникновения пыли с течением времени образуется проводящий мостик, по которому протекает ток утечки.
  • По мере ухудшения состояния изоляции, начиная со значения тока примерно 1 мА, постепенно происходит обугливание проводящего канала, возникает «угольный мостик», и происходит непрерывное возрастание тока.
  • При значениях тока утечки 150 мА, что соответствует мощности 33 Вт, возникает реальная опасность возгорания за счет нагрева теплом, выделяемым в месте повреждения изоляции, различных легко воспламеняемых материалов.

УЗО по количеству фаз

УЗО бывают однофазные и трехфазные. Здесь думаю всё понятно, если однофазная сеть, то УЗО однофазное – занимает 2 модуля (фаза и ноль). Если трехфазная сеть, то УЗО трехфазное – занимает 4 модуля (три фазы и ноль).

Отмечу, что в частных домах, где в последнее время подключают по три фазы мощностью 15 кВт, неправильно для защиты человека от поражения электрическим током или пожарной безопасности, устанавливать общее трехфазное УЗО, т.к. при утечке тока на одной из фаз, трехфазное УЗО отключит все три фазы. Трехфазное УЗО устанавливается на отдельных трехфазных потребителей, варочные панели (электроплиты), котлы в частных домах.

Критерии выбора оборудования

Существующие УЗО подразделяются на однофазные и трехфазные. В быту применяются только первые устройства. В квартиру и частный дом от электрического щитка практически всегда идет линия в одну фазу. Дифференциальный выключатель для этого применяется с двумя клеммами (ввод плюс вывод), тогда как у трехфазных аналогов зажимов для проводов четыре. 

Все УЗО разделяются по типу тока утечки на три группы: «А», «В» и «АС». Для противопожарных нужд следует брать вариант «АС» (только под переменный электроток), «А» и «В» стоят дороже, так как рассчитаны дополнительно на работу с пульсирующими и выпрямленными токами

Устройства защитного отключения бывают:

  • электронными;
  • электромеханическими.

Первые дороже, но менее надежны. Практически во всех случаях противопожарное УЗО лучше всего брать именно электромеханического класса. Такому выключателю не нужно внешнее питание. Электронный аналог при обрыве питающей линии перестает работать и следить за повреждениями изоляции. Плюс во время скачка напряжения у него повышается время срабатывания.

Два главных критерия выбора противопожарного УЗО – это селективность устройства (наличие в нем возможности установки задержки отключения) и высокий параметр тока утечки (100–300 мА). Если одно из этих условий не выполнено, то система из защитных аппаратов в электрощите не станет работать, как положено. 

УЗО селективного типа обозначается в маркировке на корпусе буквой «S», именно его нужно устанавливать в качестве противопожарного элемента каскада (оно на отключение срабатывает с выставленной временной задержкой)

По нормам противопожарное УЗО должно отличаться минимум в три раза в большую сторону от нижерасположенного обычного по:

  • току утечки;
  • времени срабатывания.

Если разница по этим параметрам менее трех раз, то при срабатывании нижестоящего дифференциального выключателя среагирует на отключение контура и противопожарное устройство. В результате будет сложнее выяснить причину отключения, а без питания останутся все потребители в параллельных линиях, на которых проблем нет.

В идеале каскадная схема из различных УЗО должна работать так, чтобы при возникновении проблем реагировало только то устройство, которое расположено ближе всего к месту пробоя изоляции. При таком раскладе отключается лишь защищаемая цепь. Остальные продолжают оставаться под напряжением.

С требованием высокого параметра тока утечки ситуация следующая. У обычных УЗО он подбирается в пределах 10–40 миллиампер. Рабочий электроток (максимум потребления подключенными в линию электроприборами) в данном случае достигает 16–40 А. Для освещения и розеток с бытовыми приборами этого вполне достаточно.

Однако в любой электрической сети присутствуют естественные утечки. В проекте внутриквартирной или внутридомовой энергосистемы их специально рассчитывают, чтобы правильно подобрать УЗО. Они не должны превышать 1/3 от тока утечки выбранного дифференциального выключателя для конкретной линии. Иначе защитное устройство будет на регулярной основе ложно срабатывать. 

По правилам противопожарное УЗО ставится сразу после электросчетчика на входе в дом, на нем суммируются естественные утечки по электротоку со всей подключенной в жилище бытовой техники

Если защитное устройство выбрать, как для обычного случая, на 10–40 мА, то электросеть постоянно будет отключена. Фактически непрерывно УЗО станет фиксировать утечки, срабатывая на выключение питания во всех линиях электроснабжения дома.

Как УЗО способно предотвратить пожар?

При электротравмах искр, способных вызвать возгорание, не образуется. Но пожар при возникновении тока утечки все же может произойти. Дело в проводке и электротоке, проходящем по кабелям. Изначально жилы рассчитаны на строго определенные величины напряжения. Если эти параметры выходят за проектные нормы, то недолго и до появления открытого огня.

Если через прорванную изоляцию начинается мощная утечка электрического тока, то металл проводов, не рассчитанный на подобное, начинает слишком сильно греться – это приводит к расплавлению изоляционной оплетки и нагреву окружающих предметов

Задача противопожарного УЗО заключается в контроле этой ситуации и недопущении перегрева проводки. Если изоляция повреждена и образовался ток утечки, то защитное устройство просто отключает проблемную линию от сети. При наличии в цепи дифференциального выключателя дело до слишком сильного нагрева металла жил и возникновения огня даже не доходит.

Электроток утечки в пределах 300–500 мА и напряжении 220 В – это выделяемое тепло, равное теплу, образующемуся от зажженной бытовой зажигалки. Подобное тепловыделение неизбежно приводит к воспламенению проводки и всего поблизости.

Основная функция рассматриваемого класса УЗО – это не защита человека, а повышение пожарной безопасности. Чтобы предотвратить поражения электротоком, после противопожарных устройств защиты в цепь ставятся обычные приборы меньшего номинала по току утечки.

Функционально противопожарное УЗО защищает:

  1. Вводный кабель перед собой.
  2. Проводку линии потребителей после себя.
  3. Подключенное электрооборудование, когда при сбоях не срабатывает расположенный ниже стандартный дифференциальный выключатель.

Противопожарное УЗО – это часть каскадной защиты электросети 220 В. Оно не используется в системах задымления и мониторинга за пожарами. В них подобных защитных устройств, наоборот, присутствовать не должно. При определенных раскладах они могут отключить такую систему контроля, что совершенно недопустимо.

Опасность утечки тока для пожара

Ток утечки от 300 до 500 mA приводит к накаливанию двух металлов при их контакте. Это значит, что повреждение изоляции кабеля или проводов и касание их токопроводящего корпуса, вызовет нагрев мест касания и дальнейшему возгоранию.

Я уже упоминал о пыли скапливаемой во вводных и распределительных ящиках. Причем, такая аварийная ситуация, вероятна в сетях всех схем заземления.

Для защиты от возможных пожаров, монтируется УЗО с чувствительностью к дифференциальным токам в 300 mA, 500mA.

Еще одно замечание. Изоляция разрушается не ежесекундно, процесс разрушения постепенный и, соответственно, ток утечки нарастает постепенно. Без УЗО Вы можете не заметить, что, где-то в щите происходит искрение. Как раз для этого слежения и ставят УЗО противопожарной защиты. На схеме вы видите график изменения состояния изоляции и электрической проводки в результате старения.

Схемы установки защитного выключателя

УЗО не рассчитано на отслеживание перегрузок в электросети, поэтому его обязательно надо ставить вместе со стандартным «автоматом» – автоматическим выключателем. Так защита выйдет полной по всем проблемным направлениям.

Стандартная схема подключения защитных устройств в электрощите выглядит следующим образом:

  1. Первым на входе идет автомат.
  2. Затем ставится счетчик электроэнергии.
  3. Потом подключается противопожарное УЗО (на 100–300 мА).
  4. После производится разделение цепи на несколько отдельных линий потребления с УЗО от поражения током (на 10–40 мА).

В некоторых схемах первый автоматический выключатель меняют на выключатель-пакетник, а менее мощные автоматы потом ставят на потребительских линиях. Такой вариант также не противоречит правилам.

После завершения монтажа необходимо проверить правильность сборки всей схемы и работоспособность защитного устройства.

Сначала в розетку включается какая-нибудь техника для появления в сети нагрузки и подается напряжение. Если все правильно и изоляция везде цела, то никаких срабатываний УЗО произойти не должно

Если при нажатии на «ТЕСТ» УЗО не отключило линию, то оно неисправно. Возможна ситуация, когда сломался контур имитации утечки. В этом случае устройство защиты будет продолжать выполнять свои функции, как в нем заложено. Однако даже такой выключатель лучше сразу заменить. Подобную проверку рекомендуется производить раз в месяц.

Номинальный отключающий ток УЗО

Номинальный отключающий ток УЗО I∆n (уставка) – это ток при котором УЗО срабатывает (отключается). Величина уставок УЗО – 10 мА, 30 мА, 100 мА, 300 мА, 500 мА. Следует отметить, что ток неотпускания, когда человек уже не может самостоятельно разжать руки и отбросить провод, составляет 30 мА и выше. Поэтому для защиты человека от поражения тока, выбирают УЗО с отключающим током 10 мА или 30 мА.

Номинальный отключающий ток УЗО I∆n или ток утечки также указывается на лицевой панели УЗО.

УЗО 10 мА используют для защиты электроприемников во влажных помещениях или мокрых потребителей, т.е. стиральные и посудомоечные машинки, розетки которые находятся внутри ванны или туалета, свет в ванной, теплый пол в ванной или туалете, свет или розетки на балконах и лоджиях.

СП31-110-2003 п.А.4.15 Для сантехкабин, ванных и душевых рекомендуется устанавливать УЗО с номинальным дифференциальным отключающим током до 10 мА, если на них выделена отдельная линия, в остальных случаях, например при использовании одной линии для сантехкабины, кухни и коридора, следует использовать УЗО с номинальным дифференциальным током до 30 мА.

Т.е. УЗО с уставкой 10 мА устанавливают на отдельный кабель, к которому подключается только стиральная машинка. Но если от кабельной линии еще запитаны другие потребители, например, розетки коридора, кухни, то в этом случае устанавливают УЗО с током срабатывания (уставкой) в 30 мА.

УЗО с током утечки 10 мА у АВВ выпускают только на 16А. У Шнейдер Электрик и Хагер, есть в линейке продукции УЗО на 25/10 мА и 16/10 мА.

УЗО 30 мА устанавливают на стандартные линии, т.е. обычные бытовые розетки, свет в комнатах и т.д.

ПУЭ п.7.1.79.В групповых сетях, питающих штепсельные розетки, следует применять УЗО с номинальным током срабатывания не более 30 мА. Допускается присоединение к одному УЗО нескольких групповых линий через отдельные автоматические выключатели (предохранители).

УЗО 100, 300, 500 мА называют противопожарными, такие УЗО не спасут вас от смертельного удара током, но уберегут квартиру или частный дом от возникновения пожара из-за неисправностей в электропроводке. Такое УЗО на 100-500 мА устанавливаются в вводных щитках, т.е. в начале линии.

В США используют УЗО с номинальным отключающим током 6 мА, в Европе до 30 мА.

Следует отметить, что УЗО отключается в пределах уставки 50-100%, т.е. если у нас УЗО на 30 мА, то отключаться оно должно в пределах 15-30 мА.

Есть проектировщики, которые продвигают двойные диф. защиты “мокрых” потребителей. Это когда, например стиральная машинка, подключена к УЗО 16/10 мА, которое в свою очередь подключено к групповому УЗО 40/30 мА.

В итоге, что мы получим? При малейшем “чихе” стиральной машинки, мы отключаем всю группу автоматов (свет кухни, бойлер и свет комнаты), т.к. в большинстве случаев неизвестно, какое сработает УЗО 25/30 мА или 16/10 мА, либо сработают оба.

Согласно свода правил по проектированию электроустановок жилых и общественных зданий:

СП31-110-2003 п.А.4.2 При установке УЗО последовательно должны выполняться требования селективности. При двух- и многоступенчатой схемах УЗО, расположенное ближе к источнику питания, должно иметь уставки тока срабатывания и время срабатывания не менее чем в три раза большие, чем у УЗО, расположенного ближе к потребителю.

Но справедливости ради, следует отметить, что если электропродка смонтирована качественно, то УЗО не срабатывают годами. Поэтому в данном случае – последнее слово за заказчиком.

Расшифровка маркировки

Маркировка наносится на корпус УЗО, что делает выбор нужной модели более удобным и легким. В первую очередь, указывается производитель, но там есть и другая важная информация:

  • «УЗО» или «ВД» — означает, что это устройство защитного отключения;
  • 16А – максимальный ток, на который рассчитаны контакты изделия и другие внутренние элементы;
  • In 30mA – ток утечки, при котором сработает УЗО;
  • 230В и 50Гц – напряжение и частота, при которых работает агрегат;
  • S — УЗО селективное;
  • знак «~» — это означает, что устройство срабатывает на утечки переменного тока.

Кроме того, имеются надписи около каждого контакта для правильного подключения УЗО:

  • N (сверху) – на этот контакт заводится приходящий нулевой проводник;
  • 1(сверху) – сюда подсоединяется приходящий фазный проводник;
  • 2 (снизу) – в это место подсоединяется фазный проводник, отходящий на нагрузку;
  • N (снизу) или отсутствие буквы – подключается нулевой проводник, отходящий на нагрузку.

Чтобы выбрать УЗО, которое идеально подойдет именно для вашей электросети, необходимо детально разобраться в маркировке, пусть эта задача весьма кропотлива и утомительна.

Типы УЗО по принципу срабатывания

По принципу срабатывания УЗО подразделяют на электронные и электромеханические. Электронные УЗО на порядок дешевле, чем электромеханические УЗО. Это объясняется его меньшей надежностью и дешевизной производства. Электронное УЗО «питается» от сети, и работа электронного УЗО зависит от параметров и качества этой самой электросети.

Приведу такой пример, у нас отгорел ноль в этажном щитке, соответственно пропадет питание электронного УЗО и оно не будет работать. И если в этом время произойдет замыкание фазы на корпус прибора, а человек его коснется, то электронное УЗО не сработает, т.к. оно просто напросто не работает, нет питания электроники из-за обрыва нуля. Или если по-простому электроника – это электроника, а китайская электроника – это вдвойне «электроника», которая может отказать в любой момент. Поэтому электромеханическое УЗО, которое не зависит от состояния сети, намного надежнее, чем электронное УЗО.

В основе принципа действия лежит сравнение входящего и выходящего тока УЗО обычного дифференциального трансформатора тока, и если ток не равен и больше уставки (номинальный отключающий ток УЗО в мА), как уже указывалось выше, то УЗО отключается.

Известные производители, такие как ABB, Шнайдер Электрик, Хагер или Легранд не производят электронных УЗО, только электромеханические УЗО. Я ставлю в свои электрощиты электромеханические УЗО.

Занимаемое пространство

Прежде отметим, что вопрос пространства в правильной электросистеме в принципе стоять не должен. Если не хватает места для чего-то, то щиток нужно обновлять и устанавливать все, что необходимо. Однако, когда мы выбираем между авдт и узо, то придется также учитывать один аспект того, чем отличается УЗО — дополнительный модуль.

Это обосновано тем, что у УЗО полностью отсутствует встроенная защита от сверхтока. Следствием этого является обязательная установка автоматического выключателя, который будет его защищать. В итоге получается, что установка УЗО занимает три модуля.

Если же в качестве главного устройства выступает автомат, то он займет только два места. .

Виды и типы

Современные производители предлагают самые разные виды и типы УЗО. Два самых популярных типа агрегатов по своему внутреннему исполнению на рынке электротоваров – это электромеханические (не зависят от силы тока) и электронные (зависят). Также выделяют селективные и противопожарные устройства.

Электромеханическое

Электромеханические УЗО широко популярны в использовании и применяются в электрических цепях переменного тока. Чем это вызвано? Тем, что при обнаружении утечки такое устройство сработает, предотвратив печальные последствия даже при самом мизерном напряжении.

Такой тип УЗО во многих странах считается эталоном качества и тем, которое обязательно к повсеместному использованию. Немудрено, ведь такое УЗО будет работоспособным даже при отсутствии нуля в сети и может спасти чью-то жизнь.

Электронное

Такие УЗО легко найти на любом строительном рынке. Разница их от электромеханических в наличии внутри платы с усилителем, для работы которой необходимо питание.

Однако у таких УЗО, как уже было сказано, есть огромный недостаток – не факт, что они сработают при утечке тока (все зависит от напряжения в сети). Если отгорел ноль, а фаза осталась, то риск поражения током никуда не девается.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! Мы ведем речь о преимуществах и недостатках УЗО в целом, а не конкретных моделей. Если сильно «повезет», вы можете стать обладателем некачественного УЗО как электромеханического, так и электронного.

Селективное

Главное отличие селективного УЗО от «собратьев» — наличие в схеме функции выдержки времени отключения цепи, которой питается нагрузка, т.е. селективности. Зачастую этот параметр не превышает 40 мс. Из этого мы делаем вывод, что селективные приборы не годятся для защиты от поражения при непосредственном прикосновении.

Ещё одной особенностью селективных агрегатов является хорошая устойчивость по реакции на скачки тока и напряжения (вероятность ложных срабатываний почти нулевая).

Противопожарное

Как следует из названия, такие УЗО используются в системах электроснабжения квартир и домов для предотвращения возгораний. Однако защитить человека они не в состоянии так как ток утечки, на который они рассчитаны равен 100 или 300 мА.

Обычно эти агрегаты устанавливаются в щитах учета или в этажных распределительных щитах. Их основная задача:

  • защита вводного кабеля;
  • защиты линий потребителей, в которых дифференциальная защита не установлена;
  • как дополнительная ступень защиты (если стоящий ниже него аппарат вдруг не сработал).

Количество полюсов

Так как УЗО работает на сравнении токов, которые проникают сквозь дифференциальный орган, то численность полюсов у агрегата совпадает с числом токоведущих проводников. В некоторых случаях УЗО дозволено использовать с 4-мя полюсами для работы в двух- или трехпроводной сети.

При этом не забудьте оставить в запасе свободные полюса фаз. Агрегат будет благополучно делать свое дело не полностью, а частично, что, в общем-то, невыгодно с финансовой точки зрения, но возможно.

Устройство и принцип работы УЗО

Внутренняя электрическая схема УЗО состоит из дифференциального трансформатора и реле. К одной обмотке трансформатора подключены провода фазы, к другой – нуля. В том случае, когда по проводникам линии и нуля протекает одинаковый ток, магнитные поля индуктивностей компенсируют друг друга.

Устройство защитного отключения изнутри

Принцип работы УЗО состоит в том, что при наличии утечки тока в электропроводке, его величина по проводникам фазы и нуля будет разной. В этом случае возникает разность потенциалов, которая включает внутреннее реле, контакты последнего разрывают цепь питания потребителей.

Следует отличать УЗО от дифференциального автомата. Принцип его работы состоит в том, что он выполняет функции УЗО и автоматического выключателя, то есть фиксирует не только токи утечки, но и предельный ток, протекающий через устройство.

Если в схеме электроснабжения предусмотрено несколько приборов защиты, работающих в паре с автоматическими выключателями, их выгодно заменить дифференциальными автоматами и сэкономить место в распределительном щите.

На практике чаще применяют ограниченное число относительно дорогих устройств защитного отключения при заметно большем количестве автоматов. Для контроля функционирования устройства защитного отключения на его корпусе предусмотрена кнопка ТЕСТ. Если ее нажать возникает принудительная утечка тока, что вызывает срабатывание защиты. Следует проверять эффективность защиты при контроле и обслуживании распределительного щитка.

Существует два вида УЗО: двухполюсное, для работы в однофазной сети 220 В и четырехполюсное, для применения в трехфазной сети 380 В. В последнем случае контроль утечек производится по каждой из трех фаз. При наличии проблемы даже на одной из них произойдет отключение всех линий нагрузки.

Каким номиналом выбрать УЗО 100 или 300 мА?

При выборе противопожарного УЗО возникает вопрос – какими параметрами должно обладать устройство? Если с номинальным током всё просто, он должен быть равен или больше соответствующего автоматического выключателя, то ток уставки зависит от места установки прибора.

В квартирном щитке достаточно 100мА, а на этаже желательно установить аппарат с уставкой 300мА.

При отсутствии противопожарного УЗО в квартирном щите прибор с уставкой 100мА располагается в этажном или общедомовом щите. Общее правило при выборе тока срабатывания следующее – чем меньше, тем лучше. Мощность утечки даже в устройстве 100мА составляет 22Вт, что соответствует паяльнику средней мощности.

Нормативные документы по использования

Нужно ли противопожарное УЗО и какими параметрами должно обладать это устройство указано в различных нормативных документах.

  • ГОСТ Р 50571.17-2000 482.2.10. В этом ГОСТе указаны меры безопасности, позволяющие уменьшить или предотвратить последствия воздействия тока утечки на оборудование или кабеля. Для этого необходимо установить УЗО или дифференциальный автомат с током уставки не более 500мА. Вместо установки УДТ допускается постоянное использование устройства, контролирующего сопротивление изоляции и, в случае её нарушения, подающее сигнал и (или) отключающее питание.
  • СП 256.1325800.2016 10.13. В этих правилах предусмотрены меры защиты от возгорания электропроводки в квартире или частном доме. Для отключения питания в том случае, если ток утечки на землю недостаточен для срабатывания автоматического выключателя, необходима установка во вводном щитке устройства дифференциальной защиты с током уставки не более 300мА.
  • ГОСТ Р 50572.4.42-2012. Этот документ предусматривает методы защиты электропроводки от пожара. Для этого ток уставки дифавтомата или УЗО в квартире или частном доме не должен превышать 300мА.

Необходимые параметры защитных устройств основаны на исследованиях ВНИИ противопожарной обороны (ВНИИПО МЧС РФ). Согласно данным, предоставленным этим учреждением, мощности, выделяемой в месте утечки при токе 150мА (33Вт), достаточно для нагрева повреждённой изоляции до температуры возгорания.

Функция УЗО как элемент защиты от пожаров

Функция УЗО как элемент защиты от пожаров, это дополнительное назначение УЗО. Оно не тушит пожары, оно устраняет возможные причины его возникновения. Предположим в доме установлено вводное устройство. Это отдельный ящик, установленный в отдельной комнате, в которую редко, кто заходит. Со временем в ящике скапливается пыль, причем в очень больших объемах. Изоляция вводных кабелей тоже со временем ветшает. В такой ситуации любое касание рабочего проводника корпуса ВУ приведет к искрению и пыль загорится. Вот вам и пожар.

Установленное УЗО со стороны ввода, отследит касание рабочего проводника корпуса, потому что появятся дифференциальные токи и отключит питающую линию до возгорания.

Поломки и качество

Каждое устройство обладает сроком службы и с этим ничего нельзя сделать. В процессе эксплуатации, вне зависимости от того дифавтомат это или узо — происходит износ. Вполне очевидно, что при выходе оного из строя нужно незамедлительно произвести замену. Однако при рассмотрении подобных аспектов важно другое, а именно последствия поломки.

Таким образом, если будет сломан дифавтомат, то скорее всего произойдет сбой в тепловом расцепителе. Это может привести к отключению либо повышенной нагрузке, которая значительно будет отходить по параметрам задержки времени, установленной производителем. Выход из такой ситуации один — полная замена устройства. УЗО в этом плане имеет отличия, так как при его использовании проще и дешевле заменить конкретно вышедшую из строя часть.

Если говорить о качестве и долговечности каждого из устройств, что особенно актуально, когда встает вопрос что лучше выбрать — узо или дифавтомат, то у большинства складывается мнение о ненадежности универсальных устройств. Подобное мнение складывается из-за твердой убежденности в том, что аппарат, который имеет четкую задачу выполняет ее лучше, нежели тот, кто «распыляется» сразу на несколько аспектов.

И если раньше с этим можно было согласиться, то сейчас производители делают настолько качественное оборудование, что вне зависимости от направления работы устройства они работают одинаково. Это также подтверждают тесты, которые наглядно демонстрируют равное количество брака и преждевременного выхода из строя обоих типов.

Лишь одно можно утверждать точно — качество сборки зависит от производителя. Ведь именно им определяется то, какие комплектующие и где будет собираться аппарат. Если этому не уделено внимания, то вне зависимости от цены и используемых в нем деталей — можно получить ненадежное устройство, что быстро выйдет из строя.

Практические схемы монтажа в однофазной сети с заземлением

На вышеприведенной схеме электромонтажа представлен простейший вариант подключения однофазного УЗО, возможный в квартире с потребляемой мощностью до 8,8кВт. Рабочий ток устройства 50А выбран на ступень выше номинала для входного автомата 40А. Предусмотренное УЗО срабатывает при токе утечки 30мА, что обеспечивает защиту от поражения электричеством людей. При этом для электроприборов ванной предпочтительна величина 10мА, так что защита во влажном помещении снижена.

Для контроля утечек в электропроводке достаточна чувствительность 100мА, однако при небольшой ее общей протяженности ложных срабатываний вводного УЗО с параметром 30мА не будет.

Провод фазы с выхода устройства защитного отключения подключен к входам всех автоматических выключателей. Нулевой проводник с его выхода соединен с шиной нуля. К шине заземления подключен защитный проводник с этажного щита. Трехжильный кабель от каждой группы потребителей (освещение, розетки и т. п.) подключается:

  • защитный желто-зеленый провод — к шине заземления;
  • нулевой провод синего цвета — к шине нуля;
  • провод фазы красного цвета (или любого другого) — к выходному контакту соответствующего автомата.
Схема подключения УЗО в квартире с энергопотреблением до 11 кВт

Данная схема подключения УЗО возможна в квартире с мощностью потребления до 11кВт. Для защиты проводки большой протяженности от возгорания предусмотрено противопожарное устройство с током утечки 100мА, и линия освещения подключается от него. В данном варианте нулевой провод кабеля, подающего питание на осветительные приборы, подключается к выходу вводного УЗО, а не к шине нуля.

Схема подключения УЗО и дифференциальных автоматов в доме

Приведенный вариант подключения двух однофазных УЗО и двух дифференциальных автоматов подходит для дома с потребляемой мощностью до 11кВт. Сеть ванной, как положено, контролирует устройство, рассчитанное на утечку 10мА. Шина защиты в данном случае соединена с индивидуальным контуром заземления. Для сети ванной и розеток предусмотрены дифференциальные автоматы, вместо пары УЗО плюс автомат.

Это уменьшило количество приборов на щите и позволило обойтись всего одной шиной нуля. Нулевые проводники ванной и розеток подключаются напрямую к выходам дифференциальных автоматов, а не к нулевой шине. Нулевой провод кабеля, подающего питание на осветительные приборы, подключается к выходу противопожарного УЗО, а не к шине зануления.

Схема подключение УЗО Легранд по французским стандартам

УЗО известной марки Legrand подключается по обычной схеме: сверху вход, снизу выход устройства. Чаще всего клеммы N находятся справа и помечаются на корпусе. Выше приведена схема электроснабжения, принятая во Франции.

В данном случае оба проводника, и нуля и фазы, проходят через двухполюсный автомат. Такой метод разводки обеспечивает безопасность в том случае, если нуль и фаза перепутаны на входе. Нулевая шина в таком варианте не требуется.

Схема подключения УЗО АВВ в паре с автоматами

Задержка отключения (селективность) УЗО

По выдержке времени срабатывания УЗО разделяют на 3 типа:

УЗО без выдержки времени, применяют для защиты человека от поражения током и от возгораний вследствие неисправностей электропроводки. УЗО без выдержки времени устанавливают на линии электроприемников. И являются первой ступенью защиты.

УЗО тип S (селективное), также его называют противопожарным. Данное УЗО тип S срабатывает с задержкой (0,2-0,5 сек), поэтому человека оно не защищает, а лишь защищает от возникновения пожаров. Противопожарное УЗО устанавливается в начале линии после вводного автомата и защищает вводной кабель и подключение автоматики в щитке, а также является второй ступенью диф. защиты всего дома от пожара.

Определить, что это УЗО селективное, можно по букве “S” на панели, которая и обозначает, что УЗО селективное с выдержкой времени на отключение.

Примеры однофазного селективного противопожарного УЗО ABB с током утечки на 100мА и трехфазного противопожарного УЗО на 300 мА от Шнейдер Электрик.

УЗО тип S выбирают с номинальным током утечки 100-300 мА. Протипожарное УЗО с уставкой 100-300 мА является второй ступенью защиты, а согласно правил, если в схеме установлены на одной линии несколько УЗО, то каждая последующая ступень должна быть с бОльшей выдержкой времени на срабатывание и уставкой по току.

СП31-110-2003 п.А.4.2 При установке УЗО последовательно должны выполняться требования селективности. При двух- и многоступенчатой схемах УЗО, расположенное ближе к источнику питания, должно иметь уставки тока срабатывания и время срабатывания не менее чем в три раза большие, чем у УЗО, расположенного ближе к потребителю.

Если б не было выдержки времени, а на линии у нас стоит два УЗО, одно на 30 мА, другое на 100 мА, то при утечках тока срабатывали бы оба УЗО и УЗО на 100 мА обесточило бы весь дом. Поэтому, чтобы не выбегать в труселях по морозу на улицу и включать противопожарное УЗО в уличном щитке, противопожарное УЗО выбирается с уставкой, достаточной для предотвращения пожара.

УЗО тип G, тоже самое, что и тип S, только с меньшей выдержкой времени 0,06-0,08 сек. УЗО редкие, и ждать их «приезда» приходилось по 2-3 месяца, что для меня очень неудобно,т.к. электрощитки зависают на долгий срок.

Заключение

С каждым днем в нашей жизни возникает все больше бытовых электроприборов. Соответственно, повышается риск утечки тока, что порой приводит даже к летальному исходу. Если вас и не убьет ударом тока, то доставит серьезные неприятности здоровью или спровоцирует пожар. От всех этих бед есть одно спасение – устройство защитного отключения. Настоятельно советуем установить его у себя дома, как говорится, от греха подальше.

Источники

  • https://www.asutpp.ru/kak-pravilno-podklyuchit-uzo.html
  • https://ProFazu.ru/elektrooborudovanie/zaschita/uzo-ili-difavtomat-chto-vybrat.html
  • https://SamoDelino.ru/elektrosnabzhenie/shema-podklyucheniya-uzo.html
  • https://poweredhouse.ru/protivopozharnoe-uzo-princip-raboty-i-skhema-podklyucheniya/
  • https://elektroschyt.ru/uzo/
  • https://sovet-ingenera.com/elektrika/uzo-schet/protivopozharnoe-uzo.html
  • https://ehto.ru/montazh-elektriki/zashhita-ehlektriki/uzo/uzo-protivopozharnoj-zashhity
  • https://odinelectric.ru/equipment/circuit-breaker/chto-takoe-uzo-naznachenie-markirivka-vidy
  • https://electricvdome.ru/uzo/protivopozharnoe-uzo.html

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все об инженерных системах
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: