Селективность узо

Полная селективность между модульными автоматическими выключателями

Как правило, специалисты решают задачу согласования рабочих характеристик модульных автоматических выключателей со стороны питания и нагрузки, используя токовый метод. Он основан на выборе аппаратов защиты с разными уставками по току, причём более высокие значения должно иметь оборудование на стороне питания. Для подбора автоматических выключателей используются таблицы селективности и специальное программное обеспечение. Но даже такая тщательная проработка схемы позволяет добиться лишь частичной координации рабочих характеристик модульных автоматических выключателей. Полная селективность обеспечивается только в распределительных боксах, где расчётные токи к.з. небольшие, что на самом деле редкость. Как правило, даже в квартирных щитах достигается лишь частичная селективность. Рассмотрим такой пример – в электрическом шкафу установлены автоматические выключатели с характеристикой С. Номинальный ток вводного аппарата – 32А, устройства на отходящей линии – 16А. Нижняя граница зоны срабатывания вводного автомата 5In=5·32=160А. Она же является и верхней границей срабатывания для нижестоящего автомата. 1 Очевидно, что в данном случае полная селективность не обеспечивается.

Часто задача согласованной работы автоматических выключателей со стороны нагрузки и питания во всём диапазоне сверхтоков остаётся нерешённой, что приводит к авариям. «Не так давно в одном крупном банке из-за чайника, случайно включённого в розетку «чистых» сетей 1 , и отсутствия полной селективности в распределительных шкафах были обесточены все компьютеры на этаже, что привело к потере полугодового отчёта», — рассказывает Алексей Азаров, начальник отдела электрических сетей и систем компании «ЭкоПрог».

До недавнего времени полную селективность можно было реализовать, установив в качестве вводного устройства в распределительном щите вместо модульного автоматического выключателя аппарат в литом корпусе. Для указанного оборудования возможны такие способы координации рабочих характеристик, как временной, энергетический и зонный 2 . Но данное решение не всегда целесообразно, так как оно приводит к таким последствиям, как:

• удорожание проекта;
• увеличение занимаемых распределительными шкафами площадей – аппараты в литом корпусе и воздушные автоматические выключатели по своим габаритам значительно превосходят модульное оборудование;
• сложности в установке и эксплуатации (аппараты в литом корпусе оснащаются электронными расцепителями, которые нуждаются в настройке).

«Заменить модульные автоматические выключатели на аппараты защиты другого типа для инженера означает пожертвовать компактностью и единообразием технических решений, а это не всегда возможно, — утверждает Павел Томашёв, инженер по группе изделий компании АББ, лидера в производстве силового оборудования и технологий для электроэнергетики и автоматизации. — Специально для того, чтобы решить проблему обеспечения полной координации между модульными аппаратами защиты, наша компания разработала новый селективный автоматический выключатель серии S750DR. Данное устройство – новинка для нашей страны. Оно представляет решение для достижения согласованности рабочих характеристик, при котором невозможно одновременное отключение вышестоящего и нижестоящего аппаратов. В данном модульном автоматическом выключателе реализован дополнительный токовый путь, благодаря которому обеспечивается задержка срабатывания по времени. Линейка автоматических выключателей S750DR включает в себя аппараты от 0,5 до 63А».

Селективный модульный автоматический выключатель обеспечивает координацию рабочих характеристик аппаратов защиты независимо от напряжения сети. Такой аппарат защиты не требует дополнительного питания для замыкания/размыкания контактов и для выполнения защитной функции, поскольку устройство является электромеханическим.

Номинальный отключающий ток УЗО

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Согласно свода правил по проектированию электроустановок жилых и общественных зданий:

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

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

Назначение

Самое главное, что необходимо понимать, автоматический выключатель защищает электрическую сеть от сверхтоков, а УЗО обеспечивает защиту человека. Если в результате пробоя изоляции на корпусе электроприбора появился потенциал, при касании к нему есть вероятность получить удар тока. Чтобы этого не произошло, сразу же при возникновении утечки тока, устройство защитного отключения отреагирует и отключит повреждённый участок цепи.

Важно знать! УЗО не защищает от перегрузов и коротких замыканий, поэтому обязательно последовательно с ними в цепь подключаются автоматические выключатели

Варианты схем

Нельзя сказать, что существует одна конкретная схема. Каждый случай имеет свои особенности, поэтому подключение УЗО может производиться по-разному. Во-первых, устройство применяется в сетях однофазного и трёхфазного напряжения (это уже две разные схемы). Во-вторых, можно установить УЗО на вход и защитить таким образом от токовых утечек всю квартиру. А можно производить монтаж устройств для каждой отдельной линии, тем самым защищая только определённый участок электрической сети.

Пример подключения УЗО в однофазной сети на видео:

Так как схема для подключения УЗО имеет несколько вариантов, очень важно, чтобы вы могли их читать. Сейчас в паспортах многих электробытовых приборов и техники указано, как и через какой тип УЗО необходимо выполнять их подключение к электрической сети. Рассмотрим, как правильно подключить УЗО, на нескольких общих примерах

Рассмотрим, как правильно подключить УЗО, на нескольких общих примерах.

Что такое однофазная сеть?

При однофазной электрической сети потребители запитаны по двум проводникам – фаза и рабочий ноль. Номинальное напряжение в таких сетях – 220 В.

Однофазная сеть может быть двухпроводного и трёхпроводного исполнения. В первом случае используется два проводника – фазный и нулевой, на схемах они обозначаются английскими буквами «L» и «N».

Второй вариант помимо фазы и ноля предусматривает ещё наличие проводника защитного заземления (его обозначение «РЕ»). Основная функция этого заземляющего провода – дополнительно защитить людей от поражения электрическим током. За счёт его подсоединения к корпусам электроприборов, в случае замыкания фазы на корпус произойдёт отключение электропитания. Это спасёт и жизнь человека, и саму технику от перегорания.

А теперь поговорим о том, какой может быть схема подключения УЗО в однофазной сети.

Подключение на входе (в однофазной сети)

В этом случае монтаж УЗО производится в щитке после вводного двухполюсного автомата. Вслед за устройством защитного отключения располагаются отходящие автоматические выключатели. Такая схема включения УЗО обеспечивает одновременную защиту от токовых утечек всем отходящим потребителям.

Недостаток схемы в сложности поиска места повреждения. Например, произошло замыкание фазы на металлический корпус какого-то бытового прибора, включенного в данный момент в розетку.

Происходит срабатывание УЗО, в квартире исчезает напряжение. Если в это время в розетки были включены несколько приборов, то сразу определить повреждённый будет проблематично.

Такая схема имеет и положительные стороны. За счёт того, что используется только одно устройство защитного отключения, монтаж распределительного щитка обойдётся дёшево, да и сам он будет небольших размеров.

Имейте в виду, что широкое распространение получила ещё одна разновидность такой схемы, в ней между вводным автоматом и УЗО принято устанавливать счётчик электрической энергии.

Подключение на входе и на отходящих линиях (в однофазной сети)

При таком варианте схемы установка УЗО производится после вводного автоматического выключателя и ещё на каждую отходящую линию.

О том, что такое селективность поговорим чуть ниже.

Например, произошла утечка тока на одной из отходящих линий. Должно сработать устройство, которое защищает именно эту группу.

Если по каким-то причинам УЗО не отработало, то через определённое время (это называется выдержкой времени) отключится общее УЗО на входе, оно как бы подстраховывает отходящее.

Несомненный плюс такой схемы в том, что в момент повреждения будет отключаться только аварийная линия, а во всей остальной квартире подача напряжения не прекратится.

Недостатки подобной схемы в больших габаритах распределительного щитка и в дороговизне (УЗО – вещь не дешёвая, а при таком варианте их понадобится несколько).

На видео сравнение нескольких схем подключения:

https://youtube.com/watch?v=EQs-iqz-kAE

Можно немного сэкономить и опустить в этой схеме однофазное УЗО на входе, то есть выполнить монтаж только групповых устройств на отходящих линиях. Многие электрики вообще считают вводное УЗО лишней тратой денег, потому что каждая линия уже имеет свою защиту. Но как мы говорили выше, оно является своеобразной подстраховкой, на случай если выйдет из строя групповое устройство. Поэтому здесь всё зависит от ваших финансовых возможностей. Есть деньги – монтируйте схему с УЗО на входе. Если так накладно, установите только отходящие устройства, это тоже будет замечательно. Многие люди совсем не ставят УЗО, предпочитая экономить средства на собственной безопасности.

Расшифровка надписей на устройстве дифференциального тока

Обратите внимание, что многая маркировка УДТ схожа с маркировкой автомата

Ток утечки (номильный дифференциальный отключающий ток)

_ΔnΔ«

10 мА (0,01 А) – самое чувствительное значение тока. УДТ с таким током утечки можно использовать в очень ответственных местах или в особо влажных помещениях (ванные, бани и т.п.). Однако такие УДТ специально выпускаются с низким номиналом тока контактов, чтобы к ним не подключили много линий электрической проводки. Каждый кабель, техника – все имеют некоторое сопротивление изоляции и естественный ток утечки. И если таких линий будет много, то чувствительное УДТ может ложно сработать.

30 мА (0,03 А) – МАКСИМАЛЬНОЕ значение тока утечки для защиты людей и жилых помещений! Если вы хотите защитить людей – ставьте УДТ не более этого номинала.
100 и 300 мА – УДТ, которые можно поставить на ввод в здание для обеспечения селективности: чтобы сначала отключались групповые УДТ низших номиналов, а потом уже – вводные. В некоторых случаях эти УДТ могут защищать вводной кабель, разводку щита и срабатывать при авариях, потопах и прочих катаклизмах. Из-за этого в народе их прозвали «противопожарными»

Такое УДТ нельзя использовать вместо обычного, так как смертельно опасным для человека считается уже ток равный 30 мА, что он не обеспечивает.Обратите внимание, что такое УДТ должно быть селективное, т.е. иметь в маркировке букву «S».

Т.е. УДТ для розеток не должен превышать 30 мА.Т.е. на вводе в дом рекомендуют ставить УДТ до 300 мА. Чем продолжительнее и разветвлённее электрическая сеть, тем больше должен быть номинал, чтобы избежать ложных срабатываний. В большинстве случаев достаточно 100 мА. Для крупных коттеджей — 300 мА. Для маленьких дачных домиков достаточно и 30 мА на вводе.В этом пункте также оговаривается, что такое УДТ рекомендуется только если величина тока при коротком замыкании на заземлённые части недостаточна для срабатывания автомата. Это может быть в случае, например, заземления по схеме TT, где защитный провод не соединяется с нейтралью линии а заземлитель имеет недостаточно низкое сопротивление растеканию электрического тока. Т.е. если в сети ставится единственное УЗО на вводе в дом, то оно должно быть номиналом не более 30 мА.  

Тип УДТ

• УДТ типа АС реагирует только на утечки переменного тока. Самый распространенный и недорогой тип УДТ. Такая утечка может возникать, если прямо непосредственно фазу пробило на корпус, например, из-за прогоревшего ТЭНа водонагревателя. 
• УДТ типа А сработает при утечках переменного тока, как тип АС, а также постоянного пульсирующего тока. Стоимость его в несколько раз дороже предыдущего из-за контроля постоянного (пульсирующего) тока, который возникает в полупроводниковых блоках питания (которые есть практически везде, в том числе, например, и в светодиодных лампочках). Некоторые производители бытовой техники (например, индукционных плит) требуют установки именно такого УДТ. Их же надо применять в медучреждениях.
• УДТ типа В гарантирует срабатывание как устройство типа А и дополнительно срабатывает:- при дифференциальном синусоидальном переменном токе частоты до 1000 Гц- при дифференциальном синусоидальном переменном токе, наложенном на сглаженный постоянный ток- при дифференциальном пульсирующем постоянном токе, наложенном на сглаженный постоянный ток- при дифференциальном пульсирующем выпрямленном токе от двух или более фаз- при дифференциальном сглаженном постоянном токе, приложенном внезапно или постепенно возрастающем, вне зависимости от полярности.Такой тип УДТ больше подходит для промышленных объектов.
• УДТ типа F гарантирует срабатывание как устройство типа А в соответствии с требованиями МЭК 61008-1 и МЭК 61009-1 и дополнительно срабатывает:- при составном дифференциальном токе, приложенном внезапно или постепенно возрастающем между фазой и нейтралью или фазами и средним заземлённым проводником- при дифференциальном пульсирующем постоянном токе, наложенном на сглаженный постоянный ток

Более полно типы УДТ описаны в ГОСТ Р МЭК 60755-2012. Кому интересно — можете ознакомиться.

Модификации и маркировка УЗО

1. Перед приобретением и установкой УЗО обязательно нужно определиться с модификацией автомата, ведь они бывают «однофазные» и «многофазные».

2. Преимущество автомата с одной размыкающей линией заключается в его дешевизне приобретения и замене, в случае выходе его из строя. Но такие УЗО срабатывают только на превышение протекающего тока. С точки зрения монтажа плюсом становиться возможность набора их любого количества в один распределительный щиток.

3. УЗО с двумя и тремя контактными размыкающими группами в основном выпускаются с функцией дифференциального слежения, и применимы в сетях 220-380 В соответственно. Плюс: удобное одновременное включение/отключение всех групп; минус: при выходе из строя хотя бы одной контактной группы, необходима замена всего автомата, что приводит к повышению расходов средств.

4. На корпусе УЗО обязательно указывается номинальный рабочий ток, напряжение и тип устройства, именно по этим характеристикам и подбирается аппарат, т.е. указанные параметры рабочие, и при превышении тока УЗО срабатывает.

Основные проблемы

Ниже приведены основные проблемы, которые принято обычно связывают с неправильной работой УЗО.

Срабатывает УЗО на водонагревателе

При диагностировании такого случая, для начала, необходимо исключить неисправность в самом устройстве защиты или старение изоляции проводки. Для этого достаточно подключить любой другой прибор в линию, питающую водонагреватель. В случае, если отключения не произошло, необходимо искать проблему в водонагревателе.

Почему выбивает УЗО на водонагревателе? Основная причина — нарушение электрической цепи внутри бойлера. Как показывает практика, наиболее распространенное явление – нарушение изоляции питающего провода внутри корпуса. Неизолированный провод касается металлического корпуса водонагревателя и цепь замыкается через землю. То есть ток в обратном проводе становится меньше чем в прямом, что вызывает срабатывание УЗО. Рассмотрим схему:

В исправном бойлере нет тока утечки на землю (РЕ) потому что нет электрической связи с корпусом. Поэтому ток в фазном и нулевом проводе одинаков — УЗО не срабатывает. Теперь рассмотрим случай повреждения цепи внутри водонагревателя:

В таком случае цепь замыкается по земле в обход УЗО. Баланс прямого и обратного тока в УЗО нарушается, и устройство срабатывает.

Выбивает УЗО при включении стиральной машины

Причиной отключения стиральной машины может так же являться нарушение цепи, как и в случае с водонагревателем. Проблема решается аналогичным способом – разбираем машинку и ищем нарушения изоляции проводов. Как показывает практика, в 9 из 10 случаев причина кроется именно в этом.

Также возможен и более «интересный» случай. Дело в том, что в момент пуска электрического двигателя (пуска стиральной машины) происходят сложные электромеханические и электромагнитные процессы в цепи. Двигатель машинки изменяет форму потребляемого тока (возникают апериодические составляющие постоянного тока), эти изменения «расцениваются» УЗО как аварийный режим и происходит отключение. Помимо этого, цепь управления некоторых стиральных машин запитывается постоянным током. В цепи управления так же возможны незначительные утечки. Поэтому можно «отстроиться» от ложных срабатываний сменив УЗО на больший номинал (30 мА вместо 10 мА) или применив УЗО типа АС (вместо А). Напомню, УЗО типа АС реагирует лишь на изменение периодического тока, что вполне достаточно для бытового применения.

Как рассчитать УЗО

Для того чтобы выполнить расчет защитного устройства и решить проблему, как выбрать УЗО по мощности, таблица параметров поможет сделать это максимально быстро и точно. Необходимо воспользоваться двумя техническими характеристиками – током утечки и максимальным током, чтобы получить искомый результат. При расчетах используется сетевое напряжение 220 В, с частотой 50 Гц.

Расчет и выбор номинала УЗО по максимальному току осуществляется довольно просто. Необходимо установить значение суммарной электрической мощности приборов и оборудования, включаемых одновременно. Например, если этот показатель составляет 6000 ватт, то значение расчетного тока будет равно: I = P/U. Подставив в формулу нужные значения, получаем результат: 6000Вт/220В = 27А. Ближайшее УЗО из стандартного ряда номинальных токов будет на 32А.

Если же выполняется расчет УЗО по току утечки, в данном случае применяется упрощенная схема, согласно которой различные типы защитных устройств подбираются в соответствии с условиями эксплуатации объектов:

• В обычных жилых помещениях – на 30мА.
• В ванных комнатах, кухнях и других помещениях с повышенной влажностью и более высокими требованиями к электробезопасности – на 10мА.
• На крупных объектах с электрическими сетями, протяженностью свыше 1000 м или на вводе – 100мА.

Довольно часто возникает необходимость подобрать УЗО на группу автоматов, расчет которых выполняется по определенным правилам. Установка этих приборов в цепь осуществляется последовательно, автоматы могут устанавливаться как до, так и после УЗО. Токовые значения автоматических выключателей должны быть ниже, чем в УЗО, но не менее реального тока потребления. Правильный расчет УЗО и автоматов показывает, что в случае перегрузок и коротких замыканий автомат защитит не только саму линию, но и установленное на ней устройство защитного отключения.

Требования по использованию УЗО: номинальный ток отсечки и время срабатывания

Хочу немного, поговорить про номинальные токи срабатывания УЗО. В принципе, выпускаются УЗО с номиналами отсечки от 0,0006 А до 30 А. Для квартир используются УЗО с токами 0,01 А и 0,03 А. Для дома на вход ставится УЗО 100 мА или 300 мА для пожарной безопасности.

Нужно понимать, что с увеличением чувствительности УЗО, увеличивается и допустимое время его срабатывания. Так, УЗО с током отсечки в 30 мА (0,03 А) должно сработать за 0,5 сек, а УЗО с током отсечки, 10 мА (0,01 А) уже могут выпускаться с током срабатывания 5 секунд

Так что на время срабатывания, также нужно обращать внимание при покупке УЗО

Заключение

Схема подключения УЗО без заземления является распространенным способом защиты. Заземление также выполняет функцию защиты и его необходимо подключать правильно.

Важно обратить внимание на дополнительную защиту ванной комнаты и других помещений с повышенной влажностью. УЗО дорого стоит, но электробезопасность здесь важнее. В сложных схемах электропроводки целесообразно устанавливать несколько ступеней защиты с селективным срабатыванием УЗО меньшего номинала

В сложных схемах электропроводки целесообразно устанавливать несколько ступеней защиты с селективным срабатыванием УЗО меньшего номинала.

Важно понимать, что УЗО – это единственный тип аппарата, предназначенный для защиты человека от электротока

УЗО как элемент защиты вошло в нашу техническую жизнь не так уж и недавно. Все нормальные электрики, которые сталкиваются с электромонтажными работами на практике, стараются обязательно устанавливать УЗО.

И не важно, какие это работы монтаж новых электрических щитков с полной заменой электропроводки или модернизация старых щитков с заменой одного автомата. Не слушайте тех, кто говорит, что УЗО бесполезно ставить, что оно будет ложно срабатывать или что его бессмысленно устанавливать в двухпроводной сети (без заземления)

Как показывает статистика при таком мнении остаются электрики старой школы (например, жэковские). Я не хочу наговаривать на жэковских электриков, так как и среди них встречаются нормальные и образованные люди, понимающие всю сущность и необходимость установки данного устройства

Не слушайте тех, кто говорит, что УЗО бесполезно ставить, что оно будет ложно срабатывать или что его бессмысленно устанавливать в двухпроводной сети (без заземления). Как показывает статистика при таком мнении остаются электрики старой школы (например, жэковские). Я не хочу наговаривать на жэковских электриков, так как и среди них встречаются нормальные и образованные люди, понимающие всю сущность и необходимость установки данного устройства.

Приветствую всех друзья на канале «Электрик в доме».Давно хотел написать эту статью, но в данный период года очень много работы навалилось, да еще и отпуска наступили.

Мало кому хочется работать в летнее время, включая и меня:). Сегодня рассмотрим вопрос, как подключить одно узо на группу автоматов.Надеюсь, данная статья получится разборчивой и несложной для понимания. Как всегда постараюсь преподнести информацию с графическим сопровождением мысли, то есть будут рисунки и фотографий, так как я считаю лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать.