УЗО селективного действия что это? - VISTAGRUP.RU

УЗО селективного действия что это?

Селективная защита электропроводки на основе УЗО

Обычное устройство защитного отключения при возникновении тока утечки обесточивает всю квартиру или весь защищаемый объект. В некоторых ситуациях такая массовость нежелательна. При общем отключении могут нарушиться производственные процессы или банально не сохранится текстовый документ на компьютере. Чтобы исключить подобные казусы специалисты рекомендуют использовать селективное УЗО.

Что такое селективность

Селективные устройства защитного отключения выполняют те же задачи и работают по тому же принципу, что и простые. Приборы сравнивают значения тока в фазном и нулевом проводах и на основе измерений высчитывают ток утечки. Если он превышает уставку, электропитание квартиры отключается.

Ток утечки возникает в 2 ситуациях:

  1. Повреждена изоляция проводки. Существует риск возгорания или поражения человека электрическим током.
  2. Вышеописанный риск оправдался. Человек коснулся либо попавшего под фазный потенциал корпуса электроприбора, либо непосредственно оголенного провода от розетки.

Важно! Устройство защитного отключения имеет один большой недостаток. Если человек одновременно коснется фазного и нулевого проводов, но при этом не будет достаточно хорошо контактировать с землей, УЗО не сработает. Защитное устройство реагирует на утечку тока на землю.

Принцип действия селективного УЗО

Принцип действия селективной защиты основан на разнице во времени отключения. Для примера можно рассмотреть типичную квартиру. Имеется одно общее вводное УЗО. Оно установлено в электрощите. Настроено на отключение через 0,5 с после появления утечки тока. Фазные провода с этого защитного устройства распределяются по групповым УЗО. Они обладают временем отключения в 0,25 с. Через них запитываются розетки в ванной комнате, кухне, гостиной и других помещениях.

Если в ванне произошло замыкание фазного провода на корпус стиральной машины, сработает УЗО с уставкой на отключение равной 0,25 с. Отключится именно это помещение. Вводное УЗО с уставкой 0,5 с не сработает и оставит квартиру под напряжением, так как для отключения не прошло достаточно времени. То есть УЗО 0,25 с сработает быстрее чем 0,5. Отключится ванна, но не вся квартира.

Схема селективной защиты электросети

Особенности селективной защиты

У селективных устройств, в отличие от обычных, предусмотрена возможность подбора по току и времени срабатывания защиты. Соответствующие значения указаны на корпусе устройства. Комбинируя защитную систему по этим параметрам, возможно придать защите свойство селективности.

В результате при возникновении тока утечки в одной из комнат, отключится только аварийное помещение, а не вся электропроводка. Как следствие, время на поиск и устранение неисправности сокращается в разы.

Временные характеристики УЗО типа S

Приборы разных производителей обладают отличающимися свойствами. Различия кроются в токе утечки и времени выдержки, при котором происходит отключение.

Поэтому приборы данного типа принято подразделять на 2 группы:

  • обычные;
  • типа S.

Селективное УЗО от ABB: F202 A S, 63А

Сравнение их временных характеристик приведено ниже.

Тип УЗО Время отключения при токе утечки равном Idn 2*Idn 5*Idn
Обычное устройство 0,3 0,15 0,04
УЗО типа S 0,13-0,5 0,06-0,2 0,05-0,15

Режимы работы

Устройство защитного отключения во время эксплуатации способно находиться в одном из двух рабочих режимов:

  • нормальный;
  • аварийный;

Под нормальным режимом работы подразумевается равенство проходящих по L и N проводам токов. В дифференциальном трансформаторе наводятся одинаковые по величине, но противоположные по вектору магнитные потоки. Они компенсируют друг друга. УЗО делает вывод, что утечка тока отсутствуют. Электропроводка продолжает работать в штатном режиме.

При аварийном режиме ток в одном из проводов меньше (больше) на величину утечки. Обычно она не превышает 100 мА. Но даже этого отклонения достаточно, чтобы нарушить равенство магнитных потоков в трансформаторе устройства и привести к срабатыванию УЗО. Электропроводка отключается.

Разновидности селективных УЗО

Стандартно для бытовых нужд используется переменное напряжение величиной 220 В и частотой тока равной 50 Гц. Однако в мире электротехнике все не так однообразно. Некоторые потребители питаются от напряжений других величин. Потребляемый ток может быть и постоянным. Поэтому УЗО производятся самыми разнообразными:

  1. Категория AC. Используются в цепях переменного тока. Нечувствительны к утечкам постоянного тока. Пример — (АВВ FH202)
  2. Кат. A. Универсальны. Используются в сетях с постоянным и переменным током (ИЭК ВД1-63)
  3. Кат. S. Используются для построения селективных защит с большими выдержками времени (АББ F204 A S-63/1).
  4. Кат. G. Применяются для селективных защит, но обладают большими временными характеристиками (Eaton Electric модель PFIM-G).

УЗО категории АС

Обратите внимание! Отдельно выделяется 4 полюсное УЗО. Его используют для питания трехфазных потребителей (частотного привода, двигателя). Защитное устройство данного типа требует подключения 3 фаз и нуля.

Селективность по времени

Селективность (избирательность) защиты по времени основана на задержке срабатывания. Использовать необходимо минимум 2 устройства. Они должны в несколько раз отличаться по времени срабатывания. Для достижения свойства селективности важно соблюдать последовательность расположения УЗО. Чем ближе источник питания (электрический щит), тем больше время отключения защитного устройства.

УЗО, обладающее максимальной выдержкой времени, устанавливается на вводе в квартиру. Обычно это однофазное устройство S типа. Далее следуют обычные УЗО с меньшей выдержкой.

Важно! К общему вводному защитному устройству предъявляются повышенные требования по надежности. Если оно выйдет из строя, то отключатся или останутся без защиты нижестоящие потребители. Поэтому желательно, чтобы вводное устройство было от качественного производителя. Например, ABB или Schneider.

Селективность по току утечки

Селективность по току работает по схожему принципу. Но в качестве величины для избирательности используется не время, а ток утечки.

Также используется минимум 2 защитных устройства. То, что находится ближе к квартирному щитку, обладает большим значением тока срабатывания. Обычно для подобных задач применяют противопожарные УЗО с током отключения порядка 100 мА. Например, IEK 2п 63А 100мА ВД1-63 АС.

Далее по группам потребителей (отдельным комнатам) расставляются устройства с меньшим током утечки 5-30 мА. Если в одном из помещений развивается неисправность, то с большей вероятностью сработает только слаботочное реле на 30 мА. А противопожарное устройство на 300 мА, установленное на вводе, останется в работе. Таким образом, отключается только аварийное помещение.

Задержка срабатывания

Задержка срабатывания УЗО — это один из важнейших аспектов его работы. Особенно если говорить о селективных защитных системах, работа которых невозможна без отличающихся временных характеристик.

Время отключения указывается на корпусе аппарата. Обычно оно составляет от 0,001 до 0,5 с, чего достаточно для построения большинства селективных защит. Сама же задержка обеспечивается с помощью компактной электронной платы в составе прибора.

Области применения селективной защиты

Основная задача селективных УЗО — построение избирательной защиты. Поэтому такие приборы используются в широком перечне электрических систем:

  1. Самое простое — применение в квартире. Селективное защитное устройство необходимо, чтобы отключать именно аварийную комнату или розетку.
  2. Построение сложных электрических схем с потребителями, сильно отличающимися по мощности. Используется при раздельном питании частного дома, гаража и освещения сада. Обычно в таких случаях применяется трехфазное УЗО.
  3. В системах релейной защиты и автоматики. Селективное устройство позволяет организовать выдержку времени и задержки на переключения между основным и аварийным источником питания.

Система релейной защиты автоматики

Подключение УЗО с селективной отсечкой

Селективное защитное устройство подключается по тем же правилам, что и обычное. Трудности возникают, если необходимо построить более сложную защиту с одновременным использованием приборов S-типа с другими устройствами автоматики.

При сборке схемы следует руководствоваться следующими принципами:

  1. Первоначально на ввод устанавливается автомат. Он защитит последующие цепи от коротких замыканий, позволит оперативно снять напряжение на время ремонта или обслуживания.
  2. После автомата подключается УЗО типа S. Иногда на его место устанавливается противопожарное устройство. Подойдет EKF ВД-100 2P на ток утечки 300 мА.
  3. Далее следуют потребители или другие УЗО с меньшим током и временем срабатывания. Если требуется именно селективная защита, то без дополнительных защитных устройств не обойтись.

Нюансы выбора и подключения УЗО типа S

Для подключения модулей типа S следует придерживаться стандартных электромонтажных правил:

  • соединения выполняются с учетом маркировки;
  • работы производятся со снятием напряжения;

Существуют правила, касающиеся только УЗО типа S:

  • защитное устройство подбирается с учетом уставки на время срабатывания;
  • последующие УЗО должны иметь в 3 раза меньший ток утечки;
  • после установки работу устройства необходимо проверить нажатием кнопки «test»;

Важно! Устройство защитного отключения получает электропитание от защищаемой сети. Если на входе в УЗО произошел обрыв нулевого провода, оно не сможет отключить фазный даже в случае замыкания на землю. В том числе, если под напряжение попал человек.

Главное отличие селективного УЗО от простого — это более широкие временные характеристики. Такое свойство позволяет выполнять избирательную защиту. В результате отключается только неисправный потребитель, а исправные остаются в работе.

Применение селективных устройств защиты имеет особенности. Работая с ними, необходимо учитывать задержку на срабатывание по времени и току. Также нужно хорошо разбираться в подключении приборов данного типа. Ведь их схемотехника и настройка несколько сложнее, чем у обычных защитных аппаратов.

УЗО селективность работы

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта elektrik-sam.info !

В этой статье мы подробно рассмотрим, как обеспечить селективность работы УЗО.

Эта тема продолжает серию статей по электрическим аппаратам защиты в рамках курса «Автоматические выключатели УЗО дифавтоматы – подробное руководство».

Если Вам интересна эта тема, рекомендую подписаться на новостную рассылку, чтобы не пропустить выхода продолжения. Форма подписки внизу этой статьи.

Итак, вначале давайте разберемся, что же такое селективность?

Селективность устройств защитного отключения означает, что для устройств, включенных в цепь последовательно, при возникновении в защищаемой ими цепи тока утечки, должно сработать только то УЗО, которое ближе всех расположено к месту повреждения.

Т.е. селективность позволяет исключить нежелательные отключения последующих УЗО, что упрощает поиск и устранение неисправности, приведшей к срабатыванию, и обеспечивает работоспособность остальных участков цепи.

Читайте также  Проектная документация системы видеонаблюдения

Давайте рассмотрим пример. В современной квартире в электрическом щите установлено общее вводное УЗО, а после него установлены несколько групповых УЗО, защищающих отдельные группы или отдельные потребители.

При возникновении утечки тока в бойлере, если обеспечена селективность, должно отключиться только УЗО бойлера. При этом вводное УЗО и все остальные потребители должны остаться включенными.

Как же обеспечить селективность работы УЗО?

Для того, чтобы обеспечить селективность работы УЗО, включенных в цепь последовательно по древовидной схеме, необходимо выполнить два условия (независимо от значений токов утечки, возникающих при повреждениях в электрической сети):

1. Селективность по времени. Время срабатывания УЗО, которое расположено ближе к источнику питания, должно быть не менее, чем в 3 раза больше, чем у УЗО, расположенного ближе к потребителю. Т.е. вышестоящее УЗО должно быть селективное (типа S).

2. Селективность по току. Значение уставки по току утечки (номинальному отключающему дифференциальному току IΔn1) для вышестоящего УЗО должно быть не менее, чем в 3 раза больше, чем уставка IΔn2 УЗО, расположенного ближе к потребителю. То есть:

IΔn1>=3 IΔn2.

Обычно в квартирах селективные УЗО не применяются, а используются УЗО общего типа. Давайте посмотрим, что произойдет, если используются вышестоящее и нижестоящие УЗО общего типа?

Для УЗО общего типа ГОСТ определяет только максимальное время отключения. И если у нас УЗО подключены по древовидной схеме, т.е. последовательно, то при возникновении в цепи тока утечки, сработает наиболее быстродействующее УЗО (поскольку УЗО – устройство аналоговое и существует разброс параметров при их изготовлении).

Причем, отключаться будут либо нижестоящее и вышестоящее УЗО одновременно, либо одно из них, причем, по статистике, в большинстве случаев отключается вышестоящий аппарат.

Это приведет к тому, что обесточится сразу весь дом. К тому же это затрудняет поиск и локализацию неисправности, приведшей к срабатыванию УЗО.

Эту проблему можно решить применением селективного вышестоящего УЗО. Для селективных УЗО по ГОСТу определяется минимальное время неотключения.

Селективное УЗО срабатывает с задержкой. При появлении тока утечки в одной из нижестоящих групп, вышестоящее селективное УЗО будет пропускать через себя ток утечки и выжидать, давая возможность сработать УЗО в этой группе, поскольку оно имеет меньшее время срабатывания.

При этом все остальные потребители в других группах останутся включенными.

Селективное же УЗО сработает, если выйдет из строя нижестоящее УЗО, либо если появится утечка тока в цепи между вышестоящим и нижестоящими УЗО.

Например, вводное селективное (противопожарное) УЗО установлено в уличном электрощите вместе со счетчиком электроэнергии, а остальные УЗО общего типа установлены в электрощите внутри дома, либо в этажных электрощитах. В этом случае при появлении утечки в линиях между щитами, сработает вводное селективное УЗО.

Смотрите видео Селективность работы УЗО

Интересные материалы по теме:

Селективность УЗО — что это такое?

С устройством защитного отключения (УЗО) знакомы многие. Современная электрическая сеть не обходится без этого элемента защитной автоматики. Основная цель его монтажа – обезопасить человека от воздействия электричества и от возгораний, вызванных токовыми утечками. Такие аварийные ситуации могут возникнуть из-за изношенной старой изоляции проводников или некачественного соединения электропроводки. Чтобы подобные аварии вовремя обнаружить и не дать им перерасти в пожар или электротравму, устанавливают устройства защитного отключения. При монтаже двухуровневой защиты применяют селективное УЗО. Что это за устройство? Чем оно отличается от обыкновенного? Какие ещё бывают виды и типы УЗО? Ниже ответим на все эти вопросы.

Что такое селективность?

Основной целью селективности является избирательность, то есть защитная автоматика выбирает только повреждённый участок и отсекает его от рабочей сети. При этом должны быть исключены нежелательные обесточения других потребителей.

Чтобы вам было понятно, рассмотрим это на простом примере.

Для обеспечения селективности защитная автоматика в распределительном щитке подключается последовательно по такой схеме:

  • После вводного автомата установлено общее селективное УЗО на вводе.
  • Также несколько отдельных устройств защитного отключения смонтированы в качестве групповой защиты. Здесь схемы могут различаться. Есть вариант установить УЗО отдельно на каждую комнату. Можно разделить защиту для розеточной и осветительной групп. Чаще всего применяется схема, когда для каждого элемента мощной бытовой техники (водонагревателя, стиральной машинки, электрической печи, кондиционера) устанавливается отдельное устройство защитного отключения.

Вводное селективное УЗО должно иметь определённую выдержку времени (от 0,06 до 0,5 с).

Наглядно про селективность УЗО на видео:

Если в стиральной машине произошла аварийная ситуация, например, пробой изоляции, то на её корпусе появится некий потенциал. Когда в квартире трёхпроводная электрическая сеть, то есть имеется защитное заземление, то УЗО отреагирует сразу и путём отключения прекратит подачу питания из сети на стиральную машину. В случае двухпроводной сети (без защитного заземления) УЗО никак не реагирует на эту ситуацию до тех пор, пока к корпусу стиральной машинки не прикоснётся человек.

В этот момент он начнёт играть роль проводника для прохождения токовой утечки на землю, и тогда устройство отключается.

Селективность в данной ситуации заключается в срабатывании УЗО, которое к месту повреждения располагается ближе, то есть группового, защищающего именно машинку. Устройство на вводе должно оставаться в рабочем положении. Это и есть принцип избирательности. Таким образом, селективность позволяет обойтись минимальными потерями, то есть обесточенной остаётся только стиральная машина, вся остальная техника в квартире продолжает работать. Также за счёт селективности облегчается поиск повреждённого участка – какое УЗО отключилось, в той группе и есть неисправность.

Обеспечение селективной работы

Для обеспечения селективности нескольких УЗО, подключенных последовательно, нужно правильно их выбрать по значениям тока и времени. Главную роль играют такие параметры УЗО, как временные и токовые уставки. Эти устройства отличаются от остальной автоматики тем, что их селективность может быть выставлена не только по значению времени, но и по току.

Исходя из временного интервала селективное УЗО имеет две разновидности:

  • Тип «S» с выдержкой времени 0,15-0,5 с.
  • Тип «G» с выдержкой времени 0,06-0,08 с.

Обратите внимание на то, что обыкновенное УЗО без функции селективности срабатывает через 0,02-0,03 с после обнаружения утечки тока. Такое устройство устанавливают для отходящих групповых потребителей, а тип «S» или «G» подходит для монтажа на входе (вблизи с источником питания).

Способ обеспечения селективности УЗО на видео:

Запомните, что вышестоящее УЗО должно иметь в три раза большую выдержку по времени, чем у устройств, защищающих отходящие линии. Аналогичная разница нужна и в варианте, когда селективная работа выстраивается по номинальному дифференциальному току отключения. Эта величина у вводного устройства должна в три раза превосходить ток групповой защиты.

Если сказать проще, вводное УЗО при возникновении утечки фиксирует разницу в величинах входного и выходного тока, но не реагирует. Оно как бы даёт возможность отработать нижестоящим устройствам. И только в том случае, если по какой-то причине эти устройства не сработали (из-за поломки самого УЗО либо допущенных ошибок при коммутировании схемы), через определённое время отключится селективное УЗО на вводе. Оно является своего рода подстраховкой групповым устройствам.

Есть ещё один случай, когда отработает вводное устройство – если токовая утечка возникнет между ним и групповым УЗО, расположенным ниже. Чтобы было понятнее, объясним на примере. Предположим вводное устройство вместе со счётчиком электроэнергии и общим автоматом смонтированы в распределительном щите, расположенном на улице. А устройства для отходящих линий установлены в щите, который расположен внутри дома. Если на кабеле между этими двумя щитами возникнет токовая утечка, то среагирует и отключится селективное УЗО на вводе.

Селективность – хорошо это или плохо – на видео:

Классификация устройств по форме токовой утечки

Практически все характеристики отображаются на корпусах устройств защитного отключения. Там указываются номинальные параметры, схема подключения и некоторые буквенные символы. Мы уже рассмотрели выше, что значат английские буквы «S» и «G», а что характеризует обозначение «В», «А» и «АС»? Эта маркировка УЗО означает разные формы токовых утечек, на которые реагирует устройство:

  1. Тип «АС» – наиболее распространённый и доступный в финансовом плане. Эти УЗО отключаются при появлении в сетях мгновенных или плавно нарастающих переменных токовых утечек синусоидальной формы.

  1. Тип «А». Эти устройства реагируют, так же как и «АС» на синусоидальные переменные токовые утечки, плюс ещё и на постоянные пульсирующие формы тока. Цена УЗО типа «А» выше за счёт того, что они контролируют не только переменные, но и постоянные утечки.
  2. Тип «В». Эти устройства в жилых квартирах и домах практически не применяются, чаще их устанавливают в производственных помещениях. Они осуществляют контроль сразу за тремя формами токовых утечек: постоянной пульсирующей, выпрямленной и переменной синусоидальной.

Все мы отлично знаем, что наша бытовая электрическая сеть имеет переменную синусоидальную форму. Казалось бы, что достаточно устанавливать УЗО «АС», зачем ещё нужны какие-то «А» и «В»? Но если вы внимательно прочитаете характеристики современной бытовой техники, то обнаружите, что в большинстве своём приборы оборудованы полупроводниковыми блоками питания. Когда синусоида доходит до этого элемента, то преобразуется в импульсный полупериод. Если повреждение произойдёт в этом месте, то устройство «АС» не обнаружит постоянную токовую утечку и не сработает.

Рекомендуем внимательно изучать паспорт на бытовую технику, перед тем как отправитесь покупать УЗО. Производитель зачастую указывает, через какой тип («А» или «АС») необходимо выполнить подключение.

Разновидности УЗО по принципу действия

По принципу действия бывает УЗО электронное и электромеханическое.

Для работы электронного устройства недостаточно появления токовой утечки, обязательно необходима ещё питающая сеть. Его схема дополнена электронным встроенным усилителем, получающим питание от внешних источников электричества. И если по какой-то причине на этот усилитель не будет поступать напряжение, устройство не сработает. По этой причине электромеханическое УЗО считается более надёжным, чем электронное, и получило большее распространение.

Читайте также  Обязанности руководителя энергопредприятия

Рассмотрим, как конструктивно устроено и по какому принципу работает электромеханическое УЗО. Оно состоит из четырёх основных узлов: расцепляющего механизма и электромагнитного реле (они работают в связке), самого трансформатора дифференциального тока и проверочного элемента.

К трансформатору подключены встречные обмотки фазы и ноля. При нормальном режиме сети эти провода способствуют наведению в трансформаторном сердечнике магнитных потоков, имеющих относительно друг друга встречное направление. За счёт противоположной направленности сумма этих потоков равна нулю.

Электромагнитное реле подключено во вторичную трансформаторную обмотку и при нормальном режиме сети находится в покое. Как только появляется утечка, по проводам фазы и нуля начинают течь различные токовые величины. В итоге на трансформаторном сердечнике магнитные поля будут отличаться теперь не только по направлению, но и по величине. Сумма магнитных потоков больше не равна нолю. Ток, появившийся во вторичной трансформаторной обмотке, в определённый момент достигает значения, при котором работает электромагнитного реле. Соответственно сразу же среагирует расцепляющий механизм и УЗО отключается.

Всё-таки до сих пор механика преимущественнее электроники, поэтому при покупке выбирайте электромеханическое УЗО.

Полезные советы по выбору устройств

  • При выборе учтите, что есть ещё типы УЗО, различные по конструктивному исполнению. Устройства с двумя полюсами монтируют в однофазной сети, для трёхфазной следует выбирать УЗО с четырьмя полюсами.
  • Если позволяют финансовые возможности, то целесообразнее будет применение дифференциальных автоматов. Это устройство представляет собой два защитных элемента, скомбинированных в одном корпусе (УЗО и автоматический выключатель).

Как уже неоднократно говорилось, устройство защитного отключения всегда следует ставить в схему последовательно с автоматом. Если устанавливать их для каждого отдельного потребителя, то распределительный щиток получится больших размеров, в нём неудобно будет производить компоновку такого количества элементов, а дифавтоматов понадобится в два раза меньше.

  • Описание практически всех характеристик устройства вы найдёте на корпусе. При выборе следует обратить внимание на параметры номинального рабочего тока – величины, которую УЗО пропускает через себя продолжительное время. Второй важной характеристикой является величина номинального отключающего дифференциального тока, при котором происходит срабатывание устройства.

Чтобы обеспечить защиту людей, выбирайте УЗО на 6, 10, 30, 100 мА. УЗО на 300 мА эффективно защитит от возгораний, его монтируют на вводе, а уже потом устанавливают устройства с большей чувствительностью. Защитить розеточные и осветительные группы можно с помощью УЗО на 30 мА, для оборудования ванных комнат и мощной бытовой техники (котлов, бойлеров) покупайте устройства с номинальным током отключения 10 мА.

  • Если позволят финансы, старайтесь приобретать устройства известных европейских фирм («АВВ», «Legrand», «Schneider Electric», «Siemens» и «Моеllеr»). Разница в цене, конечно, ощутимая, но она гарантирует надёжность и качество. Среди российских производителей можно посоветовать продукцию «КЭАЗ», «ИЭК», «DEKraft». Не покупайте УЗО на рынке, чтобы избежать приобретения подделок, отправляйтесь только в специализированные магазины.

Подробнее про выбор УЗО на видео:

Прежде чем начать монтаж защитной автоматики в квартире, определитесь, с помощью каких устройств вы это сделаете – дифавтоматов или УЗО. Для надёжности применяйте двухуровневую защиту с установкой на вводе селективного устройства. Основные советы по выбору мы вам предоставили. Если что-то осталось непонятным, то лучше обратитесь за помощью к профессиональным электрикам, потому что даже продавцы в магазинах электротоваров не всегда могут дать необходимую консультацию в плане выбора УЗО.

Селективное УЗО

Одним из основных условий нормального функционирования электроустановок является обеспечение их надежной защиты. Для этих целей предусмотрены специальные приборы, в том числе и селективное УЗО, применяемое вместе с устройствами, включенными последовательно в защищаемую цепь. Понятие селективности означает выборочное срабатывание при токах утечки лишь того УЗО, которое наиболее близко находится возле поврежденного участка.

Классификация селективного УЗО

За счет селективности исключено срабатывание последующих защитных устройств. Это позволяет быстро найти и устранить неисправность, из-за которой произошло срабатывание, с одновременным сохранением работоспособности на других участках электрической цепи.

Основной функцией устройств защитного отключения является защита людей от поражения электрическим током. Поэтому, рассматривая основные виды УЗО, следует в первую очередь учитывать их классификацию по току, при котором наступает срабатывание. Противопожарные защитные устройства реагируют на ток в 100 ,300 и даже 500 мА, тогда как для человека опасность наступает уже при 50 мА. Следовательно, не все УЗО могут быть использованы для защиты людей от поражения током. С этой целью применяются устройства, отключающие ток уже при 10-30 мА.

Селективные функции УЗО можно рассмотреть на простом примере. В современных квартирах, оборудованных по всем правилам, в электрощит устанавливается вводный автомат общего назначения. Следом за ним монтируются групповые приборы, обеспечивающие защиту отдельных потребителей или целых групп. Например, если утечка тока произошла в электрической плите, а селективность обеспечена должным образом, то в этом случае отключается лишь УЗО, защищающее данную плиту. В то же время другие группы потребителей, а также вводное УЗО остаются во включенном состоянии.

Классификация защитных устройств осуществляется еще и по количеству полюсов. Обычные УЗО имеют два полюса и применяются в однофазных сетях, а устройства, используемые в трехфазных сетях, оборудуются четырьмя полюсами.

Решая вопрос, какое УЗО выбрать, необходимо учитывать способы функционирования этих устройств, разделяющихся на несколько категорий:

  • «АС» – устанавливаются в сетях переменного тока и реагируют только на него.
  • «А» – могут использоваться не только при переменном, но и при постоянном токе. Срабатывание происходит в обоих случаях.
  • «В» – работает с тремя видами токов. Кроме постоянного и переменного, прибор взаимодействует с выпрямленным дифференциальным током.
  • «S» – относятся к категории селективных защитных устройств с определенной задержкой отключения.
  • «G» – данные УЗО аналогичны предыдущей категории, но задержка по времени у них значительно меньше.

Классификация защитных устройств подразумевает их разделение по техническому исполнению. В связи с этим они могут быть электромеханическими и электронными. Первый тип не требует электропитания и реагирует на дифференциальный ток. Во втором виде для работы требуется отдельный источник питания, поэтому они не получили такого широкого распространения, как первый вариант. Подключение электронных защитных УЗО осуществляется не только к внешним источникам, но и к защищаемой сети. Они могут автоматически отключать сеть при выключении дополнительного питания. При возобновлении электропитания сеть автоматически включается. Однако некоторые типы устройств не могут выполнять эту функцию.

Параметры селективного УЗО

Прежде чем выбирать устройство защитного отключения, необходимо установить тип электрической сети, в которой предполагается эксплуатация прибора. В домашней однофазной сети с напряжением 220 вольт рекомендуется использовать обычные двухполюсные приборы. В трехфазных сетях на 380 вольт применяются четырехполюсные устройства. Правильный выбор обеспечивает корректную работу УЗО в той или иной сети.

Каждое устройство обладает определенными номинальными характеристиками, которые необходимо учитывать при выборе прибора:

  • Номинал напряжения. Относится к основным параметрам и устанавливается производителем. Работоспособность прибора гарантируется при соответствии сетевого напряжения и установленного номинала. В противном случае УЗО не будет нормально функционировать и очень быстро выйдет из строя.
  • Номинал тока. Указывает на максимальное токовое значение, при котором УЗО сохраняет работоспособность в течение длительного периода времени. Устройства могут выдерживать токи в пределах 10-125А.
  • Номинал токовой утечки. Считается основным показателем любых типов УЗО. В данном случае – это величина дифференциального тока, обеспечивающая автоматическое срабатывание аппарата и отключение сети. Условия отключения задаются заранее и влияют на чувствительность прибора.

Что такое УЗО? Особенность работы, типы, количество полюсов и селективность

Устройство защитного отключения (УЗО) представляет класс аппаратуры, защищающей человека от опасного воздействия электротока и предотвращающей воспламенение электропроводки при пробое изоляции.

Принцип работы

Основу схемы устройства УЗО составляет дифференциальный токовый трансформатор. Он представляет собой тороидальный сердечник из ферромагнитного материала, на котором располагаются обмотки. Две из них токовые — выполнены фазным и нулевым проводами. Они содержат не более нескольких витков и рассчитаны на номинальный ток устройства. Намотаны эти обмотки в одном направлении таким образом, что при питании нагрузки в нормальном режиме создаваемые ими магнитные потоки в сердечнике уравновешиваются. Это объясняется тем, что при отсутствии цепей утечки токи в фазном и нулевом проводе равны между собой по величине и противоположны по направлению в любой момент времени.

Внешний вид (на примере ABB и IEK).

На фото: [ 1 ] — Двойные цилиндрические клеммы для обеспечения монтажа. [ 2 ] — Информация о характеристиках. [ 3 ] — Индикатор реального положения контактов (независимо от рычага): красный (замкнуты), зеленый (разомкнуты). [ 4 ] — Кнопка «Тест» для периодической проверки работоспособности (обычно раз в месяц).

Третья обмотка трансформатора тока является сигнальной, имеет большее количество витков и выполнена более тонким проводом. Она питает реле, воздействующее на механизм отключения УЗО. Ток в этой обмотке появляется только в случае возникновения токовой разности в фазном и нулевом проводе. При этом в сердечнике трансформатора возникает некий результирующий магнитный поток, который индуцирует ток в сигнальной обмотке.

Вся система сбалансирована таким образом, что исполнительное реле срабатывает при определённой токовой разности фазного и нулевого провода. Данная величина называется дифференциальным током устройства и является одной из его основных технических характеристик.

Разность токов фазы и нуля возникает только в случае образования обходной электрической цепи, когда часть тока фазы возвращается не по рабочему нулевому проводу. Данная разность токов равна так называемому току утечки, протекающему мимо рабочего нуля. Таким образом, срабатывание УЗО происходит в том случае, когда значение тока утечки достигает величины дифференциального тока срабатывания устройства.

Читайте также  Требования для получения лицензии МЧС

Принципиальная электрическая схема

Две схемы: электромеханическое и электронное устройство.

Внутренняя схема может отличаться у разных моделей. Так, исполнительное реле может быть обычным электромагнитным, либо электронным.

Почему автомат не заменит УЗО?

Для того чтобы понять разницу между ролью автоматических выключателей, о которых мы уже писали, и УЗО, сравним принцип их работы.

Автоматический выключатель (ВА) представляет собой коммутационный аппарат, оснащённый токовыми защитами. Его отключение происходит при токовых параметрах, превышающих номинальное значение. То есть, автомат защищает проводку и электроприборы от коротких замыканий и перегрузок, сопровождающихся повышением потребляемого тока. Защитит ли он человека в случае попадания под напряжение?

Рассмотрим пример. Типовое значение номинального тока автоматических выключателей, питающих домашнюю осветительную проводку, составляет 16 ампер. Смертельным для человека считается значение протекающего через его тело тока 0,1 ампер (100 миллиампер) и выше. Эти величины несоизмеримы. Разумеется, значение тока, протекающего через тело человека, зависит от его сопротивления, это величина не постоянная и определяется многими факторами.

Таким образом вероятна ситуация когда человек попав под напряжение, подвергнется смертельному токовому воздействию, при этом автоматический выключатель никак не отреагирует. Главное предназначение автоматов – защита электрооборудования и проводки, защитить человека от поражения электричеством они не в состоянии и следовательно не могут являться альтернативой УЗО.

Особенности работы устройства при наличии защитного провода PE и без него

Поражение человека электротоком может произойти в результате прямого или косвенного прикосновения. СтабЭксперт.ру напоминает, что прямым называется прикосновение непосредственно к токоведущим частям оборудования или электроприбора, то есть, проще говоря, к фазному проводу. Косвенным считается прикосновение к электропроводящим частям, которые в нормальном режиме не должны находиться под напряжением. В частности это корпуса бытовых электроприборов – холодильников, стиральных машин и т.п. Это означает, что поражение электротоком при косвенном прикосновении может произойти только в случае повреждения изоляции и внутренних частей оборудования и появлении опасного напряжения на его корпусе.

В этой ситуации как раз и проявляется различие систем электроснабжения с защитным проводом и без него.

Электропроводка без защитного провода, такой вариант встречается в домах старой постройки. Однофазная разводка в этом случае выполняется только двумя проводами – фазным и рабочим нулевым. Мы об этом писали в теме заземления частного дома.

Электрические розетки в таких домах не имеют третьего защитного контакта.

Что бывает без УЗО?

Теперь представим, что произойдёт, если в такой квартире, к тому же не оборудованной УЗО в результате повреждения изоляции под фазным напряжением окажется корпус стиральной машины в сырой ванной комнате?

Правильно, ничего не произойдёт. Но только до поры до времени. А именно, пока кто-нибудь не прикоснётся одновременно к стиральной машине и, например, трубе водоснабжения. В этом случае человек оказывается под воздействием фазного напряжения, через его тело потечёт электроток и с большой долей вероятности он погибнет.

Вариант 1. Провод PE отсутствует

Теперь рассмотрим вариант, когда в этой же квартире установлено УЗО. В этом случае на пробой изоляции стиральной машины и появление фазного напряжения на её корпусе также никакой реакции не последует. УЗО может сработать только в том случае, если корпус стиральной машины случайно окажется соединённым с естественным заземлением (трубы отопления, водоснабжения, канализации). При этом возникнет некоторый ток утечки, на который и отреагирует устройство отключения. Но это частный случай, на такой исход рассчитывать нельзя. То есть корпус нашей машинки будет находиться под напряжением.

При касании человеком стиральной машины и трубы всё произойдёт, как и при отсутствии УЗО. Только в этом случае ток утечки, протекающий через тело человека, вызовет отключение устройства, которое сократит время воздействия этого тока на организм до долей секунды. А это значит, что при наличии устройства защитного отключения уровень безопасности выше, чем без него. Хотя сказать, что всё замечательно тоже нельзя, ведь человека всё же ударит током.

Вариант 2. Электропроводка с защитным PE-проводом

В этом случае однофазная разводка выполняется трёхпроводной. Кроме фазного и рабочего нулевого провода от щитка прокладывается третий, защитный провод PE, который заводится в розетки и соединяется с их защитным контактом. При подключении электроприборов к такой розетке их корпус оказывается соединённым с проводом PE. Это в корне меняет уровень защищённости людей и оборудования. При пробое изоляции электроприбора и появлении фазного напряжения на его корпусе в такой системе возникает короткое замыкание и срабатывает защита на питающем автоматическом выключателе. Таким образом, наличие фазного напряжения на корпусе электрооборудования здесь исключено даже при отсутствии УЗО.

В случае установки устройства защитного отключения при наличии защитного провода PE, создаются условия его гарантированного срабатывания не только при появлении фазы на корпусе. УЗО надёжно сработает при ослаблении изоляции, которое вызывает ток утечки, достигающий значения дифференциального тока устройства.

Резюмируя, можно отметить следующие результаты:

  • установка устройства защитного отключения повышает уровень безопасности как в системах с защитным проводом PE, так и без него;
  • наибольшая эффективность применения УЗО достигается при наличии защитного провода, в этом случае практически исключается возможность даже кратковременного воздействия опасного напряжения на человека;
  • при наличии провода PE УЗО реагирует на начальную стадию ухудшения изоляции электроприбора, когда токовая утечка измеряется миллиамперами и отсутствуют условия для срабатывания автоматических выключателей.

Типы устройств

Классификация УЗО может осуществляться по нескольким характеристикам, среди которых:

  • номинальное значение тока;
  • установка дифференциального тока (токовой утечки);
  • род дифференциального тока;
  • величина выдержки времени;
  • количество полюсов;
  • конструктивное исполнение выходного реле.

Номинальный ток

Эта характеристика должна подбираться исходя из суммарной нагрузки электроприборов, подключенных к защитному устройству. Лучше обеспечить некоторый запас, то есть, выбрать УЗО, номинальный ток которого превышает суммарную нагрузку на 15 – 20%.

Ток утечки

Этот параметр имеет принципиальное значение, по нему все УЗО подразделяются на две группы.

К первой группе относятся приборы, предназначенные для защиты людей от поражения электрическим током. Поскольку, как уже было сказано, смертельно опасным считается величина тока 100 мА и выше, приборы данной группы имеют уставки по току утечки меньше этого значения:

  • 6 мА — наиболее чувствительные приборы, соответствующие стандартам стран Европейского Союза и США. Использование их в сетях с ветхой проводкой приводит к неустойчивой работе и частым отключениям. В России практически не применяются;
  • 10 мА — используются для подключения электроприборов в условиях повышенной опасности, например, во влажных помещениях (ванна, сауна, бассейн);
  • 30 мА — устройства с подобной характеристикой наиболее распространены.

Вторая группа рассчитана на дифференциальные токи срабатывания 100 мА и более. УЗО этого типа предназначены для предотвращения возгорания электропроводки при нарушении изоляции.

Род тока

Поскольку в устройствах защитного отключения происходит трансформация токов, чувствительность УЗО не одинакова к токам различного рода. По этой причине существует несколько типов УЗО, предназначенных для работы в различных условиях:

  • AC — устройства этого класса предназначены для работы с синусоидальным переменным током, имеют самое широкое распространение и наиболее доступны по ценам;
  • A — рассчитаны на работу не только с синусоидальными токами, но и с пульсирующими;
  • B — этот тип устройств обладает наиболее широким функционалом, работает со всеми родами тока, в том числе с постоянным.

В современных бытовых приборах уже не являются редкостью такие компоненты, как импульсные блоки питания, инверторы и частотные преобразователи. Характер тока утечки в этой связи может иметь не только синусоидальную форму. И, в зависит от того, какой из блоков электронной схемы бытового устройства потеряет изоляцию с корпусом, меняется и ситуация. В этом смысле наибольшую безопасность в бытовых условиях способны обеспечить приборы типа «A».

Пиктограммы, которые наносят на корпус для обозначения типа УЗО.

УЗО типа «AC» следует признать устаревающими, не в полной мере отвечающими особенностям современной бытовой техники.

Тип «B» применяется преимущественно в производственных электроустановках, где может иметь место поражение постоянным током.

Количество полюсов

Здесь всё достаточно просто. Для определения факта утечки необходим контроль фазного и нулевого провода. По этой причине в однофазной сети используются устройства с двумя полюсами для подключения фазы и нуля, в трёхфазной — с четырьмя полюсами для нуля и трёх фаз.

Установка и подключение

Для полноценной защиты людей от поражения током и проводки от возгорания вследствие нарушения изоляции, в жилом доме или квартире рекомендуется установка нескольких устройств защитного отключения. УЗО с наибольшим значением дифференциального тока должно быть установлено на вводном щитке питания, оно предназначается для защиты всей электропроводки в доме. Далее, на каждую группу потребителей, в зависимости от условий их работы устанавливаются свои устройства, обладающие большей чувствительностью по сравнению с головным УЗО. Наконец, для отдельных видов бытовой техники может устанавливаться персональное УЗО.

Видео о монтаже

По способу монтажа преобладают приборы модульного исполнения, предназначенные для установки на DIN рейку.

Селективность

Для того чтобы при потере изоляции одного из электроприборов не отключалось питание всего дома, защита должна активироваться селективно. Это означает что УЗО, установленные непосредственно у отдельных потребителей должны срабатывать раньше устройств, расположенных ближе к источнику питания.

Для этой цели выпускаются защитные устройства двух разновидностей — «S» и «G». Селективные УЗО типа «S» имеют время срабатывания 0,15 – 0,5 с. Тип «G» срабатывает в течение 0,06 – 0,08 с.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

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