Домой Другое УЗО — селективность и выбор

УЗО — селективность и выбор

82
0

Принцип селективности для выбора автоматических выключателей и УЗО

Это свойство еще именуют избирательностью. Селективность позволяет надежно эксплуатировать электрохозяйство благодаря правильному подбору защитных устройств.
Для любой электрической схемы применяется иерархия автоматов защиты, разделяющие электропроводку с потребителями на определенные участки — электрические цепи, даже когда ток идет от источника к потребителю напрямую, минуя промежуточные звенья. Неисправность в этой самой простой схеме может возникнуть внутри:
• генератора;
• приемника;
• или соединительных проводов.

Каждый из этих случаев требует своего технического решения, которое позволит быстрыми способами надежно выявить и локализовать поврежденный участок.

Селективность определяет правила установки и совместимости защит. Для этого вся система электроснабжения разбивается на отдельные составные участки, делится на зоны с включением в них отключающих аппаратов, реагирующих на появление неисправностей.

Виды селективности

Избирательность бывает:

  • абсолютная;
  • относительная.

Принцип абсолютной селективности подразумевает отключение возникающих повреждений исключительно в своей зоне.
Защиты, выполненные по относительному принципу, реагируют на неисправности своего и соседних участков. Они могут сработать по любому пусковому фактору. Поэтому для исключения ложных отключений их наделяют дополнительными функциями:

  • величиной выдержки времени на срабатывание;
  • уставками по току, напряжению, частоте, электрическому сопротивлению, направлению мощности или другим параметрам сети.

Основные аспекты селективности защитных устройств УЗО

Селективность, или по-другому избирательность, позволит обеспечить надежную и безопасную работу создаваемой электрической цепи. Учитывая ее основные аспекты можно правильно выбрать элементы защиты.

В любой электрической схеме используется иерархическая структура расположения выключателей-автомато и УЗО устройств защиты электроцепи. С их помощью осуществляется разбивка электрической проводки на отдельные участки, контроль за которыми возлагается на определенный тип устройств защиты. Неисправность в общей электрической схеме может возникать:

  • в области генератора тока;
  • в соединительных проводниках;
  • в цепи приемников электроэнергии.

В каждом из этих случаев потребуется свое техническое решение, чтобы можно было быстро выявлять неполадки и локализовывать их. Принцип селективности поможет верно разбить всю цепь на отдельные зоны и установить там, в правильной последовательности, защитные устройства.

Основные категории селективности

Можно выделить абсолютную и относительную селективность.

Абсолютная селективность направлена на возможность отключения повреждений только в отдельной зоне. УЗО, подобранные по относительной селективности, способны реагировать на неполадки как в своей зоне контроля, так и соседних. Чтобы исключить ложные срабатывания этих устройств они поддерживают ряд дополнительных функций, среди которых:

  • временная уставка выдержки срабатывания;
  • возможность установки граничных величин срабатывания по току, напряжению, сопротивлению, мощности и пр.

Основные задачи селективной защиты

Безопасная эксплуатация и стабильная работа электроустановок — это те задачи, которые возложены на избирательную защиту. Она мгновенно вычисляет и отсекает поврежденную зону без прекращения подачи питания на исправные участки. Селективность снижает нагрузки на установку, уменьшает последствия КЗ.

При отлаженной работе автоматических выключателей по максимуму удовлетворяются запросы, относительно обеспечения бесперебойного электроснабжения и как следствие, технологического процесса. Когда автоматическое оборудование, осуществляющее размыкание, в результате КЗ окажется неисправным, благодаря селективности потребители получат нормальное питание.

Почему и в каких случаях срабатывает УЗО

Существуют два основных случая почему срабатывает УЗО:

  1. В случае повреждения изоляции провода или токопроводящего материала в электроприборе. Например, если электрическая плита сделана из стали и имеет повреждение изоляции или же диэлектрического материала, то при прикосновении человека ток пройдёт через его тело, а значит часть возвращавшегося тока назад в защитное устройство, будет отличаться по величине и произойдёт отключение. Если заземлить корпус этой плиты то утечка сработает даже при незначительных пробоях изоляции, что даст возможность уберечься от опасного напряжения пробоя.
  2. При прикосновении человека, или же ребёнка к неизолированной части, а также к розетке, произойдет быстрое реагирование узла результирующего тока на его разницу и произойдет отключение, в некоторых случаях спасшее даже жизнь.

Бывают и частные случаи когда, допустим, происходит незначительное ухудшение сопротивления изоляции в проводах, проходящих в стене, а стена выполнена из токопроводящего материала и поэтому получится тот же эффект срабатывания.

Производители УЗО

Группа Legrand является известным в мире производителем электрических систем зданий. Лидирующие позиции обеспечивает высочайшая культура производства и крупные инвестиции в создание новых электротехнических изделий. Для России группа поставляет весь перечень электрооборудования, начиная с розеток и выключателей до сложнейших систем управления.

Селективное УЗО Legrand бывает электронного и электромеханического типа (обозначено на лицевой панели). В зависимости от исполнения оно устанавливается сбоку или снизу от автоматических выключателей. Регулируется выдержка времени (0-1,3 с) и чувствительность. В комплексе с автоматами применяются как высокочувствительные или основные защитные устройства.c249e13a28d1d023044c2394334b099f.jpg

Цены на УЗО остаются высокими, как и у остальных брендов.

Фирмой АВВ наиболее полно УЗО представлены серией F 200 — от 16 А до 125 А. Для домашней сети достаточно УЗО 63A, 100мА селективное. По токам утечки для бытовой техники обычно применяется устройство на 30 мА. В качестве противопожарной защиты на вводе частного дома применяется селективное УЗО ABB (63А, 300мА) четырехполюсное для трехфазной сети, как одно из самых надежных. Ему не уступают по качеству изделия марки Legrand. Для квартиры с однофазным вводом будет двухполюсное устройство. На фото ниже изображено селективное УЗО ABB 63А, 300мА.aa484400728b841bd7294a97f0891431.jpg

Максимальный ток, который способен выдержать аппарат, составляет от 3 до 10 кА (указывается на лицевой панели). Он является кратковременным, а не рабочим током. УЗО способно выдержать паузу, пока автомат не отключит цепь.

Фирма является одной из ведущих, но цены очень высокие. Потребители часто отдают предпочтение моделям abb, поскольку безопасность стоит дороже всего. Выпускается дифференциальный блок ABB DDA200 AP-R типа А и АС. В нем предусмотрена задержка срабатывания на 10 мс, хотя это не селективное УЗО ABB. Кривая характеристики отключения у него расположена между селективным и обычным УЗО. Устройство обладает повышенной устойчивостью к ложному срабатыванию по сравнению с устройствами общего назначения.

Процент брака на селективное УЗО ABB, как и на остальные изделия, составляет всего 2 %, благодаря чему проблем в работе практически не бывает. Электромеханические устройства значительно надежней электронных и во всем имеют плюсы, за исключением цены. Уже начинают появляться УЗО с электронным исполнительным устройством, не уступающие по надежности механическому.

На рынке можно найти изделия вдвое дешевле, а по качеству не уступающие АВВ. Фирма выпускает также серию FH 200, которая имеет цену несколько ниже, но значительно проигрывает в качестве изделиям F 200. В частности, у нее не такие надежные контакты крепления проводников, которые быстро начинают болтаться, что отражается на качестве работы.

Если приобретать селективное УЗО ABB, то только в специализированных магазинах, а не в сомнительных местах. Подделка опасна тем, что она не способна защитить человека должным образом

На модульное оборудование, в перечень которого также попало УЗО, самопальщики обращают большое внимание из-за высокой стоимости.

Отечественная группа компаний IEK производит около 7 тыс. наименований изделий, отвечающих мировым стандартам и обеспечивающих надежную работу электросетей.

К УЗО предъявляются высокие требования. С одной стороны, они должны надежно срабатывать, защищая людей от удара током, а проводку — от опасности воспламенения. Но при этом устройства, установленные на разных ступенях электрических цепей, должны действовать избирательно, отключая отдельные участки. Этим условиям, а также ГОСТу 51326.1, соответствует селективное УЗО IEK типа ВД1 63S.113205ecaa7ef6a30440e22ff7b9596d.jpg

Группа изделий представлена значениями номинальных токов 25-80 А, а дифференциальные токи составляют 100 мА и 300 мА. Изделия дешевле, чем у именитых брендов и широко применяются в качестве вводных противопожарных аппаратов. При этом селективность защиты обеспечивается большими величинами токов отсечки и временными задержками на отключение цепей.

Схемы подключения УЗО селективной отсечки

Собственно, схемные решения в данном случае теоретически не имеют каких-то особенностей, которые отличали бы их от построения схем с другими типами приборов группы.

Другой вопрос, в какой последовательности включать, допустим, селективную отсечку и отсечку на прямое касание?

df132a77f1ca16e8e7cff0f61fef88e0.jpgТипичное исполнение прибора, которым обеспечивается блокировка электропитания на случай утечки тока и прямого касания. Настройка по току отсечки, как правило, составляет не менее 30 мА

Если же рассматривать аппарат селективного отключения в единичном варианте, то он в этом случае является элементом простейшей схемы и монтируется стандартно:

  1. Первым устанавливается автоматический выключатель.
  2. Далее следует УЗО типа S.
  3. Затем нагрузочная цепь.

Между тем защиту применяют в самых разных вариантах пользования электрическими сетями.

К примеру, необходимо обеспечить высокую надежность работы трехфазного электродвигателя. Как в этом случае организовать защиту через УЗО селективного типа?

24c57bf4b3cec5183230cdc880300351.jpgДругой вариант исполнения – четырехполюсный аппарат – более удобное, с точки зрения возможностей конфигурации электрической разводки. При помощи этого модуля легче манипулировать с разводкой «земляной» шины

Здесь успешно подойдет четырехполюсный прибор, с помощью которого можно организовать схему защиты от КЗ (короткого замыкания) обмоток.

Подключение также осуществляется посредством промежуточной вставки УЗО. То есть прежде включается автомат, вторым номером идет селективная защита, третьим – электродвигатель.

09d142549aeff41a0752733414ccc7c8.jpgВариант схемного решения с электрическим двигателем. Простое и довольно эффективное решение по защите мотора от возможных межфазных замыканий или коротких замыканий на корпус

Однофазную схему под стандартные нужды, такие как освещение и электропитание, можно довольно просто сконструировать, применив двухполюсный прибор и несколько автоматических выключателей.

Разводка однофазных каналов в каждую отдельную комнату выполняется через автоматические выключатели, которые запитываются фазой, исходящей от аппарата защиты.

Это, можно сказать, классическое схемное решение, которым пользуются в большинстве случаев владельцы муниципального жилья, собственники домов, коттеджей.

666bc95393bb7d5983a679696904eb80.jpegКлассический схемный вариант с одним прибором токовой защитной отсечки под разводку нескольких электрических цепей. Обычное решение в домах старых построек, где не предусматривалось использование земляной шины

Современные проекты жилья предполагают организацию схем с обязательным присутствием заземляющей шины. Поэтому для таких решений характерным является незначительное изменение/дополнение схемы разводки.

В частности, дополнительным элементом разводки становится заземляющий проводник (PE), который является такой же неотъемлемой частью, как и шина нуля.

Альтернативное схемное решение с той же секторальной вариацией разводки и с применением тех же приборов. Только в этом варианте уже используется заземляющая шина. Подобный пример видится более эффективным в плане защиты

В квартирах, домах, коттеджах устройства селективной защиты выступают обязательным дополнением квартирного электрощита, когда жильцы пользуются бытовыми приборами:

  • стиральной машиной;
  • посудомоечным агрегатом;
  • мощной электрической плитой (печкой).

Причем этот тип аппаратов (селективных) выступает, как правило, второй защитной ступенью, тогда как на первой ступени действуют УЗО отсечки при непосредственном прямом контакте.

То есть имеет место групповое включение устройств и это действительно эффективный вариант в плане безопасности эксплуатации бытовых электрических сетей.

Подбор автоматических выключателей по времени срабатывания

Этот принцип можно продемонстрировать схемой.

716703b30b4ab2e1b121b5cc427c48db.jpgселективность по времени

Для объяснения ее работы все автоматы наделены одной уставкой тока отсечки в 25 ампер, но отключают поврежденный участок с разным временем.
При возникновении неисправности в схеме любого потребителя, например, запитанного от автоматического выключателя №3, ток короткого замыкания почувствуют автоматы:

  • неисправного участка №3;
  • распределительного щита №2;
  • ГРЩ №3.

Выдержка времени на срабатывание 0,1 сек самая маленькая у автомата №3. Он сработает первым, локализовав неисправность. Ток повреждения прервется, а автоматические выключатели №2 и №1 останутся включенными для продолжения электроснабжения потребителей зон №4 и №5.

В этой ситуации возможна поломка автомата №3, тогда он не сработает. Ток КЗ после прохождения времени 0,1 сек останется в схеме. Его через выдержку времени 0,5 сек отключит защита распределительного щита — автоматический выключатель №2.

Он резервирует работу защит участка №3, но дополнительно отключает потребителей цепочек №4 и 5 на которых ток КЗ отсутствовал.

Если по каким-то причинам этот автоматический выключатель тоже окажется неисправным, то функцию устранения токов замыкания выполняет защита главного распределительного щита (ГРЩ) автоматом №1. Следует представлять, что она через 1 сек обесточит не только участки зон №3, 4 и 5, запитанные от выключателя РЩ №2, но также других потребителей, которые подключены к дополнительным распределительным щитам ГРЩ №1.

Про типы УЗО и его подключение подробно описано  статьях:

  • Какие типы УЗО существуют и в чем их различие?

Трехфазное УЗО и однофазное

Как известно, существует в бытовых условиях, так и промышленных два вида напряжения однофазное и трехфазное. Соответственно и УЗО делятся по количеству фаз электроснабжения потребителя. В трёхфазных системах защиты четыре клеммы входящих и выходящих. Три, из которых, подключаются на фазы, а одна на ноль. В однофазном УЗО используется две входящие клеммы для подключения и соответственно две на выходе прибора. Подключать их следует после силового входного автомата и счётчика, как показано на рисунке.d7f4d375a087371d4b966d0861188f90.jpg

484f0d4b72f985c46d66f16e665caae0.pngПри подключении УЗО к трёхфазной цепи нужно учесть один нюанс. Если это потребитель с симметричными нагрузками на каждую фазу, например асинхронный двигатель, то нулевой провод можно и не заводить на защитный аппарат. Достаточно просто заземлить корпус двигателя, как это требуют нормативы и законные правила эксплуатации электрооборудования. То есть получается при однофазном питании система УЗО без заземления очень даже актуальна.

Если же при трехфазной цепи на каждую из фаз будет подключена своя индивидуальная нагрузка с разными мощностями, то тогда нулевой провод нужен как для питания каждого из этих однофазных приборов, так и для защиты от пробития изоляции. Например, к трехфазной сети 380 В будет подключен:

  1. пылесос (одна фаза и ноль), рассчитанный на 220 В;
  2. однофазный фен на другую фазу;
  3. освещение лампами 220 вольт на третью;

То здесь нулевой провод должен будет заведён непосредственно в устройство защиты.bd93c91db15f700bb81112b79b66626d.jpg

Защитное же заземление — это уже само собой, так как его требуют правила, то есть все токопроводящие корпуса электрооборудования должны быть заземлены.

Вот такая маркировка, обозначение УЗО и его расшифровка применяется чаще всего.

Для того чтобы произвести работы по монтажу и подключению УЗО обязательно нужно отключить входной автомат, а также обеспечить защиту от включения путём вывешивания запрещающего плаката «Не включать работают люди» и закрывания электрощита, где он находится на замок. Сами работы нельзя назвать очень сложными со стороны электротехнических знаний, как показывает практика понять «что такое УЗО в электрике» и для «чего нужно УЗО и зачем» может каждый. Главное, поставить УЗО правильно и грамотно его подобрать. Тогда оно надёжно защитит весь персонал или членов семьи от опасного действия напряжения в случае прикосновения или пробоя.

Параметры УЗО

Два временных параметра УЗО определяются российскими стандартами:

  • время отключения — промежуток от появления отключающего тока утечки ∆i до момента гашения дуги;
  • предельное время несрабатывания для устройства типа S — временной интервал между началом возникновения ∆i и размыканием контактов.

Последний параметр определяет селективность действия УЗО. Его предельная величина составляет 0,5 с. При этом следует учитывать, что для защиты людей размыкание должно происходить в течение 10-30 мс, для предотвращения возгорания изоляции — до 500 мс. УЗО типа S селективное широко применяется там, где нужно исключить ложные срабатывания от влияния помех или скачков напряжения.

По скорости отключения сети УЗО разделяются следующим образом:

  • общего применения — без задержки;
  • типа G — 10-40 мс;
  • типа S — 40-500 мс.

Токи утечки всегда имеют место в электрических цепях. В сумме они не должны быть выше 1/3 от номинального ∆i устройства. Считается, что на 1 А нагрузки приходится 0,4 мА тока утечки потребителя, а на 1 м длины фазного провода — 10 мкА. Защитный прибор настраивается по величине суммарного тока естественной утечки. Если этого не делать, могут происходить частые ложные срабатывания. При этом следует учитывать, что устройство с ∆i=100 мА уже не защитит человека от поражения током.

При проектировании электросетей можно не указывать тип УЗО, пока эксперты не требуют. Но обосновать свой выбор заранее нужно

Важно, чтобы номинальный ток прибора был выше тока предполагаемой нагрузки. Кроме того, УЗО устанавливается только в общей паре с автоматическим выключателем

Можно установить один дифференциальный автомат вместо двух приборов. Он обойдется дешевле, но при этом следует правильно подобрать параметры.

УЗО защищает в двухпроводных сетях, где отсутствует защитный проводник. Но срабатывает оно только после прикосновения к опасному месту.

Что такое селективная защита

Правило, утверждающее, что величина тока, проходящего через все распредвыключатели, установленные за вводным автоматом, меньше обозначенного тока последнего, является основой селективной защиты. В сумме эти номиналы могут быть и больше, но каждый отдельный обязательно хотя бы на шаг ниже вводного. Так, если на вводе установлен 50-амперный автомат, то следующим за ним устанавливают выключатель, с номиналом по току в 40 А.

2594029db0c6e16605b88e3aaa0a416d.jpgАвтоматический выключатель состоит из следующих элементов: рычага (1), клемм винтовых (2), контактов подвижного и неподвижного(3, 4), биметаллической пластины (5), винта регулировочного (6), соленоида (7), решетки дугогасительной (8), защелки (9)

При помощи рычажка как включают, так и выключают впуск тока на клеммы. К клеммам подводят и фиксируют контакты. Подвижный контакт с пружиной служит для быстрого размыкания, а связь цепи с ним выполнена через неподвижный контакт. Расцепление, в случае перекрытия током своего порогового значения, происходит за счет нагрева и изгиба биметаллической пластины, а также соленоида.

Токи срабатывания настраивают при помощи регулировочного винта. С целью предотвращения появления электродуги во время размыкания контактов, введен в схему такой элемент, как дугогасительная решетка. Для фиксации корпуса автомата существует защелка.
Избирательность, как особенность релейной защиты — это умение обнаруживать неисправный узел системы и отсекать его от действующей части ЭЭС.

c30bd4b692c6b0c24c472588cf69e62a.jpgЗдесь приведена схема щита, наглядно показывающая, как распределяется нагрузка по квартире. Перед установкой автомата нужно выполнить расчет суммарной мощности оборудования, которое будет подключено к нему

Селективность автоматов — это их свойство работать поочередно. Если этот принцип нарушен, будут греться и автоматические выключатели, и электропроводка. В результате может возникнуть КЗ на линии, перегорание плавких контактов, изоляции. Все это приведет к выходу из строя электроприборов и пожару.

Допустим, на длинной линии электропередач возникла аварийная ситуация. Согласно главному правилу селективности первым срабатывает автомат ближайший к месту повреждения. Если в обычной квартире в розетке происходит короткое замыкание, на щитке срабатывать должна защита линии, частью которой эта розетка является. Если этого не произошло, наступает очередь автоматического выключателя на щиток, и только за ним — вводного.

Селективность по времени

Область применения устройств данного типа представлена радиальными сетями. Временной отсчет установленной изначально выдержки, стартует в условиях превышения токовых величин для срабатывания реле. Обязательное условие при использовании такой селективности по времени — согласование порогового значения срабатывания токового реле. В этом случае допускается пара схем избирательности, что напрямую зависит от типовых особенностей используемой временной выдержки.

Следует отметить, что применение простого селективного устройства при наличии резервирования срабатывания на каждом уровне, относится к преимуществам временной избирательности.

Как выбрать УЗО

Как и любое электрическое устройство УЗО следует выбирать не только по фирме изготовителю, но и согласно техническим характеристикам, которые дадут возможность работать ему в нормальном рабочем режиме. При этом потребитель получит надёжную и быстрореагирующую защиту.

Вот основные критерии и технические характеристики, на которые стоит обратить внимание при выборе УЗО:

  1. Напряжение, при котором работает устройство может быть 220 или же 380 В, в зависимости от того однофазное оно или трёхфазное;
  2. Номинальный ток силовых контактов. Чаще всего это 16,20,25, 32, 40, 63, 80, 100 А.
  3. Ток срабатывания или ток утечки, когда как его называют. Эта величина колеблется от 10 до 500 мА;
  4. По типу тока, на который реагирует устройство.

Вот основные варианты применяемых в быту и на производстве защитных устройств. И так типы УЗО:

  • АС — переменный ток;
  • А — переменный или же постоянный импульсный (пульсирующий) ток;
  • В — может реагировать как на постоянный ток, так и на переменный;
  • S — имеет в своём арсенале ещё и выдержку времени, чтобы обеспечить селективность.
  • G — аналогично S, но выдержка времени очень маленькой величины.

Выбор УЗО нужно выполнять очень внимательно, можно даже посоветоваться с продавцом консультантом, при этом нужно чётко сформулировать вопрос.

Что такое селективное УЗО

УЗО селективного действия отличается от обычных устройств защиты большим временем срабатывания. Такая реализация позволяет при каких-либо перебоях в электрической цепи с последовательно подключенными устройствами защиты отключать не всю проводку, а только определенную ее часть.

b03fb4c077b28c1bd7f5bf3d5e4f588b.jpgФото – принцип подключения селективного УЗО

Поскольку защитные аппараты, отвечающие за определенную часть электросети, срабатывают раньше селективного УЗО, значительно упрощается процесс поиска и устранения неисправностей.

Для того чтобы обеспечить селективность, нужно сделать следующее:

  1. Настроить время срабатывания устройства защиты (если в определенной модели доступна такая функция);
  2. Установить параметры отключения по току утечки или при замыкании (они должны превышать показатели других неселективных вариантов).

Оба эти параметра должны в три раза превышать соответствующие характеристики других УЗО в системе, иначе работа устройства будет неэффективна.

Модели разделяются на такие виды:

  1. АС;
  2. А;
  3. В.

Первый срабатывает при малейших изменениях тока питающей сети. Также он мгновенно реагирует на его плавное повышение и превышение порога  тока утечки. Данный вариант может использоваться как в квартирном щитке, так и для обеспечения безопасности производственных или офисных электросетей . Это самый доступный и популярный вид.

975d8b2d1c277e7fa1c54800f65d27db.jpgФото – схема подключения аппаратов

Второй вид срабатывает при пульсирующей нагрузке, а также при превышении порогового значения тока утечки. Он более дорогой, чем AC, но при этом его функциональность значительно выше. Сфера применения: подключение стиральной машины, силовых установок, холодильных камер и прочих электрических приборов, требующих повышенного контроля.

Противопожарное устройство типа В позволяет отслеживать постоянный ток утечки даже при малом уровне пульсаций. Данное устройство считается специальным, что отражается на его сфере применения (мостовые схемы, промышленное оборудование, медицинское оборудование и т.д.).

Учитывая, что главной задачей функционирования является выдержка определенного временного интервала (именно по этому параметру производится основная классификация), устройства защиты бывают:

  1. УЗО S;
  2. УЗО G.

Маркировка S используется для устройств защиты и отключения, у которых временной интервал задержки от 0,15 до 0,5 секунд. Это отличный выбор для электрических сетей, где установлено одновременно несколько аппаратов для защиты и требуется быстрое отключение тока при необходимости. К примеру, если в квартире или частном доме присутствует несколько групп нагрузок, скажем, 2, то на каждую из них устанавливается отдельное УЗО (по типу), а на вход питающего кабеля – селективное.

Тогда броски энергии не страшны, ведь «контрольное» селективное устройство сработает только в том случае, если не отвечает какое-либо основное. Исходя из того, какое УЗО отключилось, можно будет быстро найти и устранить неисправность. Благодаря этому сначала сработает защитное устройство для определенной группы, и только после — основное, которое отключит от питания всю квартиру.

6f071d049f4c3d8e4fa8435c9d997ee6.jpgФото – тип S

В отдельных случаях могут не сработать  УЗО, которые работают на группах. Тогда селективное защитное устройство исполнит свою функцию и через доли секунды обесточит помещение.

Маркировка G говорит о более быстром срабатывании. Здесь временной интервал находится в пределах от 0,06 секунд до 0,08. Это профессиональные приборы, которые обеспечивают точную и быструю реакцию на неполадки в электрических сетях.

Знакомство с устройством

Перед тем как подключить УЗО, неплохо было бы разобраться с его конструкцией, принципом работы и основными функциями.

Для чего необходимо?

Главная задача УЗО – защита людей от поражения электрическим током. Человек может случайно прикоснуться к оголённым проводам, которые находятся под напряжением. Либо дотронуться до корпуса бытового электроприбора, на котором появился потенциал из-за повреждения изоляции. В любом из этих случаев устройство сработает и прекратится подача напряжения.

Также оно защищает наше жильё от возгорания, которое может быть вызвано токовыми утечками или замыканиями на землю. Дело в том, что в этих случаях, величины тока недостаточно, чтобы отключился автоматический выключатель, рассчитанный на работу со сверхтоками перегруза и короткого замыкания.

Сходство и различие УЗО с автоматами

Внешний вид, конструкция и основные параметры устройства защитного отключения очень похожи на автоматические выключатели. Оба этих коммутационных аппарата применяются в схемах как однофазной, так и трёхфазной сети. Главной задачей и УЗО и автоматов является мгновенное отсечение повреждённого участка электрической сети при аварийных ситуациях.

Разница лишь в том, что автомат работает с большими величинами токов (при перегрузах и коротких замыканиях они превышают рабочий ток самого автоматического выключателя). А для срабатывания УЗО достаточно небольшого тока утечки.

Чтобы большие токи в момент аварии не оказывали негативного воздействия на устройство защитного отключения, его необходимо подключать в схему совместно с автоматом.

Если посмотреть на внешний вид УЗО и автомата, особых отличий вы не найдёте, кажется, что это одно и то же устройство.

e2296dee36434eb427ec19e78abade04.jpg

Но стоит только внимательнее присмотреться к нарисованным на корпусе схемам и цифрам, как сразу станет понятно – где какой аппарат.

  1. Номинальное рабочее напряжение у них будет одинаковое – 220 В или 380 В.
  2. Также одинаковым может быть и рабочий ток, который классифицируется по специальной шкале (10, 16, 25, 32 А). Рабочим называется максимальный ток, при котором устройство нормально работает.
  3. Принципиальной разницей будет такой параметр, как величина тока утечки. На автомате его вы не найдёте, а на УЗО эта цифра написана и указана в миллиамперах. Она также имеет свой стандартный ряд – 6, 10, 30, 100 мА.
  4. Важным отличием УЗО от автомата является кнопка «ТЕСТ». В этих устройствах конструктивно предусмотрена дополнительная проверочная цепь, имитирующая ток утечки. С помощью такой цепи проверяется исправное состояние УЗО, запускается проверка кнопкой «ТЕСТ».

Самое главное отличие автоматов и УЗО в том, что автоматический выключатель будет работать и в двухпроводной однофазной сети, то есть ему достаточно фазы и ноля. А для того, чтобы УЗО корректно срабатывало, обязательно наличие трёхпроводной однофазной сети, помимо фазы и ноля должно быть защитное заземление.

e3152cec99b14b78d76648c03d99c4ff.jpg

Традиционные сферы применения прибора

Как отмечалось выше, эту модификацию защитных устройств не используют для защиты от прямого контакта.

Чаще всего устройства применяются в качестве блокираторов на случай возможного возгорания электропроводки или системных механизмов.

2e88fb9abce64066f91acf169bdffe21.jpgПрямой контакт с техникой, тем более бытовой, явление обычное. Однако в случае токовой утечки такой контакт чреват тяжелыми последствиями. От прямого контакта в условиях утечки УЗО типа S не защитит, но для этого есть другие виды приборов

Эти же УЗО используются как защитные средства против короткого замыкания в цепях питания ценных дорогостоящих установок/приборов/техники или в цепях питания важных технологических систем.

Обычное дело – внедрение устройств селективного типа при построении сложных каскадных электрических схем, где на каждом ответвлении задействована нагрузка разного вида с разными токами.

Каскадное схемное решение по разводке электрической сети с применением модулей защиты селективного типа. Один из распространенных вариантов, которые применяются при электрификации жилых зданий

При такой конфигурации системы разветвления электричества селективными приборами, обеспечивается надежная защита по отдельным участкам.

А также каждые отдельные УЗО в случае аварии обеспечивают возможность оперативного определения дефекта.

Карта селективности и правила ее создания

Времятоковые характеристики всех устройств, включенных в схему электрической сети, изображают на карте селективности. Целью ее составления является максимальное обеспечение защиты автоматов. Основа защиты выключателей — принцип, по которому выключатели подключают друг за другом строго последовательно.

Существует ряд правил, обязательных при создании карты селективности:

  1. Установки должны иметь один источник напряжения.
  2. Все важные расчетные точки должны хорошо просматриваться. С учетом этого требования необходимо выбирать масштаб.
  3. На карте указывают защитные свойства, минимальные, максимальные параметры КЗ в точках системы.

Часто нормы проектирования нарушаются, и карты селективности в проектах отсутствуют. Это может привести к перебоям в электроснабжении потребителей.

cdd127037f855fab8ce0c0ffb2d41755.jpgНа карту наносят характеристики автоматов, подключенных последовательно друг за другом. Саму схему строят в осях

Карта дает полную картину о согласовании уставок. Она предоставляет возможность сравнить работу автоматов по такой характеристике, как селективность. Времятоковые разновидности осей являются базой не только для построения карт селективности для токовой защиты в виде автоматических выключателей, но и для других ее видов: предохранителей, реле. Обычно одна карта содержит характеристики 2-3 АВ. По оси абсцисс отмечают величину тока в кВ, а по оси ординат — время в секундах.

Как устроено УЗО

УЗО также называют выключателем дифференциального тока. Назначение остается прежним: отключать цепь при появлении утечки тока. Основным элементом устройства является тороидальный трансформатор с несколькими витками нулевого и фазного проводов, включенных встречно. Результирующее магнитное поле при нормальной работе прибора остается равным нулю. Утечка в землю нарушает баланс, во вторичной обмотке возникает напряжение, при достижении которым определенной величины происходит отключение электрической цепи с помощью пускового и исполнительного механизмов.

Для УЗО нужна заземляющая шина РЕ. В противном случае, когда появляется потенциал на корпусе электроприбора из-за поврежденной изоляции, утечки тока нет, и при прикосновении к нему и заземленным металлическим частям (радиатор отопления, водопроводные трубы) можно получить ощутимый удар током. При этом защитное устройство сработает, но будет лучше, если это произойдет от утечки в землю.

Для надежной работы защитного устройства следует проложить заземление. При работе по такой схеме УЗО разорвет цепь еще до прикосновения к металлическому корпусу оборудования или бытовой техники.

Выбор защитных устройств

Если потребление электроэнергии происходит по простой схеме, по цепи протекает синусоидальный ток. Утечка будет аналогичной формы и здесь можно применять приборы типа АС.

В современных бытовых приборах все чаще применяются схемы управления с отсечкой по фазе. Устройство типа АС на них реагировать не будет и здесь лучше применять УЗО типа А, которое реагирует также на синусоидальный ток. Устройства можно применять совместно, например, для освещения лампами накаливания подойдет тип АС, а для розеток, к которым могут быть подключены приборы с импульсным регулированием — тип А. Но если придется менять освещение на энергосберегающие лампы с управлением яркости путем отсечки по фазе, придется также заменить устройство типа АС на А. Иначе оно не будет работать.

С целью разделения срабатывания по уровням электрических цепей необходимо применять селективные приборы. На главном вводе устанавливается тип S, на втором уровне — G, а затем приборы мгновенного срабатывания.

УЗО выбирается на одну ступеньку выше по номинальному току, чем подключенный в паре с ним автоматический выключатель, который может длительное время работать при превышении нагрузки. Если на вводе стоит автомат на 50 А, к нему подойдет УЗО селективное 63А.

По требованиям стандартов, на лицевых панелях приборов указываются номинальные значения напряжения, а также продолжительного и отключающего тока ∆i. Если есть обозначение синусоиды — это тип АС. Наличие под ней двух положительных полупериодов означает тип А. Селективные УЗО обозначаются буквами S и G. Номинальный ток КЗ указывается в рамке. Устройство должно выдержать его нарастание до максимума, пока автомат не отключится. Обычно ток не успевает достичь предельной величины. УЗО отключает цепь с дефектом заранее, пока еще не произошел нагрев проводника и не воспламенилась изоляция.

Нюансы подключения модулей типа S

Собственно, нюансы те же самые, какими сопровождается процесс подключения стандартных защитных аппаратов.

Клеммы каждого из приборов имеют определенное предназначение (фазная, нулевая) и обозначаются соответствующим образом.

621b0ec8505f1274bd1444e3ba14da76.jpgКлеммники на приборе защиты и обозначения для подключения электрических линий. Также показано обозначение кнопки для выполнения тестовой операции на предмет корректного срабатывания УЗО

При монтаже недопустимо изменение позиций клемм относительно их назначения по отношению к цепям питания.

Если вместо фазы подключить нулевую шину – это как минимум перспектива выхода из строя самого устройства. Перепутать местами две точки крайне сложно, но на практике бывает и такое.

Еще один нюанс – настройка модуля под существующую электрическую цепь в плане граничной отсечки по току.

Если же конструкция не предполагает варианты настройки по току, следует правильно подобрать устройство по технико-эксплуатационным характеристикам.

Наконец, обязательным нюансом подключения является тестирование прибора в режиме подачи электропитания в цепь нагрузки.

Эта функция простая и требует только лишь одного действия – активации специальной кнопки, которая так и обозначается на корпусе/в документации как «Тест».

6. Выбор типа узо

Как
ранее указывалось в разделе 4.3, УЗО
разделяют на типы:

  • «АС»,
    реагирующие на дифференциальный
    синусоидальный переменный ток;
  • «А»,
    реагирующие на синусоидальный переменный
    и пульсирующий постоянный дифференциальные
    токи;
  • «В»,
    реагирующие на синусоидальный переменный,
    пульсирующий постоянный и постоянный
    дифференциальные токи.

П.
7.1.78 ПУЭ 7-го издания гласит:

«В
зданиях могут применяться УЗО типа «А»,
реагирующие как на переменные, так и на
пульсирующие токи повреждений, или
«АС», реагирующие только на переменные
токи утечки.

Источником
пульсирующего тока являются, например,
стиральные машины с регуляторами
скорости, регулируемые источники света,
телевизоры, видеомагнитофоны, персональные
компьютеры и др.».

Во
Временных указаниях по применению УЗО
в электроустановках жилых зданий (И. п.
от 29.04.97 №42-6/9-ЭТ, п. 4.10) указано:

«В
жилых зданиях, как правило, должны
применяться УЗО типа «А», реагирующие
не только на переменные, но и на
пульсирующие токи повреждений.
Использование УЗО типа «АС», реагирующих
только на переменные токи утечки,
допускается в обоснованных случаях».

Следует
отметить, что в последние годы резко
возросло количество электроприборов
с бестрансформаторным питанием.

Практически
все персональные компьютеры, телевизоры,
видеомагнитофоны имеют импульсные
блоки питания, все последние модели
электроинструмента, стиральных, швейных
машин, бытовых кухонных электроприборов
снабжены тиристорными регуляторами
без разделительного трансформатора.
Широко применяются различные светильники
— торшеры, бра с тиристорными
светорегуляторами.

Это
означает, что вероятность возникновения
утечки пульсирующего постоянного тока,
а, соответственно, и поражения человека
значительно возросла, что и явилось
основанием для внедрения в широкую
практику УЗО типа «А».

В
европейских странах, в соответствии с
требованиями электротехнических норм,
последние несколько лет ведется
повсеместная замена УЗО типа «АС» на
тип «А».

В нашей
стране также началось широкое внедрение
УЗО типа «А». Опытные проектировщики
при выполнении ответственных заказов
закладывают в проекты только УЗО типа
«А».

В табл.
8.6 приведены осциллограммы токов в
цепях, содержащих различные управляемые
и неуправляемые вентильные элементы,
и отмечена возможность применения в
этих цепях УЗО типов «А» или «АС».

Таблица
8.6

Схема Осциллограмма
Iн
Осциллограмма
I
Тип
УЗО
AC A
d3354fdb0f57bbba8d70c83a9d1ff30f.png 922a37e48f2d21fc99168ebe2f39434a.png 2d3520e24941dbc289e5eaea04f99904.png нет да
baa953bf5870fe7f9e118ef8b16dc51f.png 815dc4f61e96d15c9fea0174abe6f17b.png 261f0ebbf068ad9b7caeb1e859f30888.png нет нет
6f1a84af69ab4263b571a9f13cd66818.png 53febcfb48bf4b10ab3e9233bbf4d8b4.png e48be4a44c946b3382f74bbd47bd1d4d.png нет нет
8c7a69cd0c15b19f9a72ae19de6ef656.png d7fc9cc5dfe83c24988c75d99f4cb95c.png a24fda5cb3a0d2a0a448376ad6e15577.png нет да
bc612593de48814e5f53dd17f7f2a563.png 0b016ef45be60ef91a7edfc3d6729c11.png cf919cc8897d6cdb954d2f993ad96846.png нет да
4eaed0107f908a99fc6de009a8c953cb.png 188d7e9820bbf05bb817bc408555530c.png afffda9afc162b991b56114a0ef162e5.png нет да
560f6cb869b8d4af7a32316303b1058b.png 937221e37bd323ebfae7760e62d53db1.png a61f13b160b886985ecc1a7e7a2fa3ba.png нет нет
9b4cdc80fc65498dd5c402899bfb1a8c.png e79a9d471b0ca42427b98998e2849710.png b5e76d8ba898fe126fc0e867512ecf61.png да да
3c12aadaf0c93d7e304f2991e7f6ec9b.png 341b7332f22e605f2f07f2560de76675.png 5e9a3f860d83e84fad695c46e532c3ab.png да да

УЗО
типа «В» распространено крайне мало,
его применяют в специальных промышленных
электроустановках со смешанным питанием
— переменным, выпрямленным и постоянным
токами.

Как выбрать УЗО для квартиры

Особенности применения и устройства концевых выключателей

Выбор и типы УЗО для квартиры и дома не отличается между собой. Главное, нужно учесть все критерии вышеописанного выбора. Если устанавливается несколько защитных устройств, то необходимо учесть их селективность. Селективное УЗО это значит, что при повреждении какого-либо участка и установке вводного устройства защиты и УЗО на какую-то определённую комнату или аппарат (например, нагреватель воды), отключение произойдёт на ближайшем к УЗО участке и все остальные электроприборы и потребители будут с электроэнергией. Такой способ имеет свои положительные моменты. Главный из них — это при повреждении какого-либо участка на других будет присутствовать напряжение. Чаще всего на квартиры применяются УЗО 16А или 25А, от фирмы, которую называют электрики АББ (АВВ), величина тока утечки порядка 20–50 мА. В квартирах применяется чаще всего УЗО без заземления, так как все постройки советских времён имели только питание, в качестве которого служила фаза и ноль. Автоматы УЗО напоминают обычные автоматические выключатели, только некоторые из них ещё и оснащены кнопкой проверки работоспособности «ТЕСТ» или «Т». Очень часто применяются ВД1, то есть выключатели дифференциальные, выполняющие такие же функции, как и устройства защиты. Дифференциальный выключатель ВД1-63 тип А, без встроенной защиты от сверхтоков, реагирует не только на синусоидальные переменные дифференциальные токи, но и на пульсирующие постоянные дифференциальные токи. ВД1 неплохо зарекомендовал себя как надежное устройство, обеспечивающее безопасность. В любом случае УЗО в квартире очень выгодный и нужный элемент, сохранивший в какой-то роковой момент жизнь её обитателей.

Принцип действия УЗО

274926bde87b525733bf90de7cbb4b2d.jpgДля того чтобы понять, как работает УЗО, нужно разобраться в его конструктивных особенностях и принципе работы. При включении какого-либо прибора в его цепи будет протекать ток. УЗО выполнено таким образом, что оно постоянно ведёт контроль над токами входящими и исходящими из цепи. Когда эти параметры будут отличаться, произойдёт мгновенное отключение. Чаще всего разность токов, при которых происходит отключение равно около 30 мА. Таким образом, даже если человек сам прикоснётся к токопроводящему элементу или же произойдёт прикосновение к электропроводке, или электрическому прибору в момент пробоя изоляции, вред организму будет минимален. Так как время срабатывания этого защитного устройства очень и мало.

Ключевым элементом служит дифференциальный трансформатор, который изготовлен по типу тороидального трансформатора с обмотками. Дело в том, что при нормальной работе цепи ток будет протекать одинаковый и в фазном, и в нулевом проводнике. При этом в обмотках дифференциального трансформатора будут создаваться магнитные потоки, и они будут равны по величине, однако, абсолютно противоположны по направлению. То есть результирующих их магнитный поток будет компенсировать друг друга и равен нулю.

Ф∑ = ФL — ФN = 0.

Соответственно ЭДС в контрольной обмотке трансформатора наводится не будет, а значит и тока тоже на его выходе нет. Это состояние спящего режима устройства или работа его в режиме ожидания и контроля.

Если произойдёт пробой изоляции в электроприборе или же просто в проводке, и человек оказался под воздействием фазного напряжения, то через устройство защиты и его обмотки трансформатора будет протекать дополнительный ток утечки. При этом потеряется равенство в фазном и нулевом проводнике, что и приведёт к появлению ЭДС в результирующей обмотке, за счёт которого, втянется подвижная часть электромагнитного реле, а именно этот механизм и отключит силовые контакты электроснабжения сети. Для высокой чувствительности применяются реле с низким порогом срабатывания, поэтому оно  может срабатывать даже при низком значении тока утечки, порядка 10 мА.

Таким образом, человек (потребитель) устанавливающий этот защитный быстросрабатывающий механизм, должен понимать, что данная защита не защитит ни от перегрузок, ни от короткого замыкания, это работа только автоматического выключателя.

Основное преимущество этого защитного механизма — это то, что УЗО без заземления устанавливать, тоже возможно. Ведь во многих квартирах и домах нет заземляющего контура. При этом полы чаще всего сделаны из токопроводящего материала, поэтому импульс через человека всё равно пройдёт, если он, конечно, не будет защищён диэлектрическими ботами и перчатками.

Карта селективности защиты

Идеальных вариантов обеспечения питания не бывает. Разные режимы нагрузки подразумевают различные аварийные ситуации. Именно карта селективности позволяет увидеть работу релейной защиты виртуально. Моделируя проект на бумаге, инженеры могут убедиться, что во всех режимах защита может работать правильно. Для разветвленных схем характерно наличие защитных устройств с различными времятоковыми характеристиками. Для примера возьмем любой автомат и определим его, как «нашу защиту».

82d44582b85c7573c407376ac31bbe2f.jpg

Остальные устройства на схеме назовем смежными. Главный принцип правильной организации — времятоковые характеристики всех устройств не должны пересекаться на одном линейном уровне. Если провести временную линию в качестве оси координат, то между ступенями селективности должен быть разрыв. Увидеть это можно только на графиках. Это и есть карта селективности: на нем совмещены характеристики смежных защит.

Информация: Для простых схем организации селективной защиты построение карт не требуется. Если нет смежных уровней — не рассчитывается и совместимость.

Для построения карт лучше использовать специальные компьютерные программы. Хотя профессиональные инженеры легко строят графики карандашом. После выстраивания всех параметрических кривых, график проверяется на их пересечение. При возникновении такой ситуации, проверяется критичность: возможно, ничего менять не потребуется. Если линии электропитания не находятся в зависимости друг от друга, разведение ничего не меняет.

В остальных случаях необходимо обеспечить временную разницу по оси времени не менее 0.25 секунды.

Кроме того, даже если пересекаются селективности по времени срабатывания, разведение может быть организовано по разнице тока отсечки. Как правило, используются оба способа, это можно учитывать в построении карты, а можно оставить на практическом уровне.

Селективность защиты абсолютная и относительная

Понятие селективности определено ГОСТотм IEC 60947-1-2014. Выделяют два типа селективности — абсолютную и относительную. Если работа защиты скоординирована таким образом, что она срабатывает исключительно внутри защищенной зоны, то это указывает на ее абсолютную селективность. В этих обстоятельствах максимальный ток селективности становится таким же, как и максимальная отключающая способность расположенного ниже автомата.

Срабатывание в виде резервного, когда не произошло отключение на проблемном участке, называют относительно селективной защитой. При этом происходит отключение выше расположенных выключателей. В случае превышения заданной величины тока выключателя-автомата, т.е. при отсутствии больших перегрузок, селективная защита действует практически безотказно. Куда затруднительней добиться этого при коротких замыканиях.

0fa3d8cdc8b5806da75ef023702e6eb5.jpgУпрощают задачу таблицы селективности, которые производители прилагают к своим изделиям. Применяя их, создают группы с селективностью срабатывания

Данные о выпускаемых изделиях предприятия размещают и на своих сайтах. Связки выключателей формируют только по таблицам одного конкретного производителя. Следует учитывать, что группы, устроенные по относительному принципу, обладают большим числом функций.

184aaa9aef3ff08a1e0c855546205347.jpgБуква «Т» в таблице обозначает полную селективность пары аппаратов, а число — частичную. Когда ожидаемая пограничная величина тока КЗ меньше, чем число, указанное в таблице, избирательность будет обеспечена

Чтобы проверить избирательность между автоматом выше- и нижестоящим, находят скрещение вертикали и горизонтали. Обеспечение селективности — очень важная задача при питании потребителей, относящихся к особой категории. При ее отсутствии может произойти остановка производственного процесса, повреждение линий, отключение систем кондиционирования, дымоудаления и других.

Расчет селективности автоматов

Грамотный выбор и правильная настройка — основной принцип соблюдения селективности автоматических выключателей. Избирательность для выключателя, находящегося вблизи источника, гарантирует выполнение требования: Iс.о.послед ≥ Kн.о.∙ I к.пред.

Здесь Iс.о послед. — такая величина тока, за которой следует срабатывание защиты. I к.пред. — ток КЗ в конечной точке зоны, на которую распространяется действие автомата, расположенного далеко от энергоисточника. Kн.о. — коэффициент надежности. Его величина находится в зависимости от разброса параметров.

2b1d38659b75dfd7808019ad6bc7868e.jpgНоминал автомата для цепи подбирают не только путем расчета, но и по такой таблице, ориентируясь на разрез кабелей в схеме

Расклад tс.о.послед ≥ tк.пред.+ ∆t демонстрирует селективность в случае регулировки АВ по времени. tс.о.послед, tк.пред. — интервалы времени срабатывания выключателей, находящихся на большой дистанции от источника питания и расположенных рядом. ∆t — параметр, который берут из каталога и обозначающий временную степень селективности.

Выводы и полезное видео по теме

Доступное и понятное видеопояснение селективности работы защитного аппарата:

Видео демонстрирует практику включения с цепь группы приборов и реальное действие устройств в аварийных ситуациях:

Часто можно встретить рассуждения относительно простоты включения УЗО в электросеть частного жилища. Вместе с рассуждениями нередко рекомендуют делать эту работу своими руками. Мотив известный – экономия. Однако экономить на собственной безопасности не самый лучший выбор. А потому, подобные действия по монтажу селективного аппарата защиты всегда следует выполнять руками профессионального электрика.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here