Когда нельзя никому доверять
Производители некоторого оборудования не могут рассчитывать на то, что покупатель имеет в своем щите соответствующую защиту, и поэтому добавляют свои собственные устройства.
В виде индивидуального автоматического выключателя для прибора на вилке или в виде коробки на кабеле. Если покупатель подключает бойлер с помощью пластиковых труб, корпус не заземлен. Если герметичность нагревательного элемента будет нарушена, ток будет протекать через воду в трубах и через атом в заземленной ванне. Такое УЗО специально защищает прибор, и в некоторых странах существуют нормы, требующие установки УЗО на определенные типы приборов. Как вы можете заметить, на устройстве также имеется кнопка «тест» для проверки работоспособности защиты.
Принцип работы УЗО
Для предупреждения случайного удара током при контакте с бытовыми и промышленными электроприборами было изобретено устройство защитного отключения.
В его основе лежит трансформатор с тороидальным сердечником, который мониторит силу тока на «фазе» и «нуле». Если ее уровни расходятся, то происходит срабатывание реле и отключение силовых контактов.
Проверить УЗО можно нажатием специальной кнопки «ТЕСТ». В результате имитируется утечка тока, и прибор должен отключить силовые контакты
В норме любой электрический прибор имеет утечку тока. Но ее уровень настолько мал, что безопасен для человеческого организма.
Поэтому УЗО запрограммированы на срабатывание при том значении тока, которое может нанести электротравму людям или привести к поломке техники.
Например, при всовывании ребенком в розетку оголенного металлического штыря произойдет утечка электричества через тело, и УЗО отключит свет в квартире.
Скорость срабатывания устройства такова, что организм вообще не испытает никаких негативных ощущений.
УЗО-адаптер удобен возможностью быстрого перемещения между розетками. Он подойдет людям, не желающим заниматься монтажом стационарных защитных устройств
В зависимости от мощности подключенной техники, наличия промежуточных защитных устройств и длины электропроводки применяют УЗО с различным предельным значением дифференциальных токов.
Наиболее распространены в быту защитные аппараты с пороговым уровнем 10 мА, 30 мА и 100 мА. Этих приборов достаточно для защиты большинства жилых и офисных помещений.
Следует помнить, что классический УЗО не предохраняет электропроводку от короткого замыкания и не отключает силовые контакты при перегрузке сети. Поэтому желательно использовать эти приборы в комплексе с другими механизмами электрозащиты.
Зачем подключать одно УЗО к нескольким автоматам
Самым простым и надёжным вариантом дифзащиты является установка отдельного УЗО для каждого автомата. Это гарантирует отключение только той сети, в которой произошло повреждение изоляции, и упрощает поиск и устранение неисправности.
Однако цена этих приборов в несколько раз выше, чем стоимость обычных автоматических выключателей, поэтому чаще всего используется один прибор УЗО для группы автоматов.
Такая схема позволяет уменьшить стоимость электропроводки и габариты щитка. В квартирах с газовым или централизованным отоплением и газовыми плитами можно ограничиться всего одним дифреле, которое подключается сразу после прибора учёта и вводного автомата.
Одно УЗО – один автомат
Самый простой вариант, который получается при замене пробочных предохранителей на комплект из модульного автомата и УЗО.
В этой схеме используется только одно дифреле, которое подключается сразу после вводного автомата и, при его наличии, реле контроля напряжения РКН, предназначенного для защиты электроприборов от перепадов напряжения.
Номинальный ток дифреле должен быть равен, а лучше на одну ступень больше, чем у вводного автомата, потому что ток, протекающий через УЗО, ограничен параметрами этого защитного прибора. Аналогичная схема применяется при установке дифзащиты для выделенных линий.
От предыдущей она отличается отсутствием РКН, однако монтаж всей проводки по этой схеме приводит к значительному росту габаритов щитка и стоимости аппаратуры.
Шаг №1 Количество
В первую очередь нужно определиться с количеством. То есть, сколько УЗО вам вообще необходимо установить в электрощиток? Хватит ли одного на весь дом или желательно защитить каждую линию?
Самый распространенный и экономный вариант – это именно установка ОДНОГО вводного УЗО. И это тоже правильно и никакой ошибки здесь нет.
Однако данное утверждение справедливо до первой серьезной аварии.
Поэтому для удобства эксплуатации рекомендуется использовать несколько штук. Сколько именно?
А вот тут как раз все и зависит от ваших групп и подключенных токоприемников.
1контактирующий с водой
стиральная машинка
посудомойка
эл.титан
23
Как выбрать УЗО. Расчет под рассмотренный пример
В предыдущем пункте мы рассмотрели какие автоматические предохранители понадобятся для конкретного дома. Теперь исходя из этих данных с помощью расчета определим необходимые узо автоматы под данную конфигурацию. Для наглядности и удобства выбирать устройство защитного отключения будем по сформированным в таблице выше группам. Но для начала определимся с рекомендациями и уже известными методиками выбора и расчета:
- Для того, чтобы обеспечить лучшую электробезопасность и одновременно с этим максимальную бесперебойность электроснабжения желательно устанавливать отдельный узо автомат на каждую группу потребителей. Для этих целей применяются устройства со значением величины силы тока утечки (уставка) 10 мА и 30 мА, при котором срабатывает защита.
- Для влажных групп, выполненных отдельной линией, устанавливается УЗО с уставкой 10 мА. В нашем примере к влажным группам отнесем санузел на втором этаже, в котором будет находиться стиральная машина.
- Номинальный ток устройства защитного отключения выбирается равным или на ступень выше номинального тока автоматического выключателя, который защищает данный участок цепи.
Исходя из первого и второго пунктов можно определиться со следующим: во всех группах кроме «розетки санузел 2 этаж» устанавливаем устройства с уставкой 30 мА, а во влажную группу санузла второго этажа — 10 мА.
Исходя из третьего пункта можно предварительно определиться с номиналом устройства защитного отключения под конкретный автоматический выключатель группы потребителей:
Таблица 2. Выбор УЗО для групп потребителей
Дополнить ответ на вопрос как выбрать узо для квартиры или дома можно проверкой предварительно выбранных нами типов устройств по усечке. Они должны выполнять защитные функций согласно нормам. Для этого необходимо рассчитать ток утечки электроустановки IΔ:
IΔ = IΔэп + IΔсети,
где IΔэп
— ток утечки электроприемника, мА; IΔсети
— ток утечки сети, мА.
При расчете тока утечки в электроустановке ПУЭ предписывают принимать ток утечки электроприемников из расчета 0,4 мА на 1 А тока нагрузки, а ток утечки цепи из расчета 10 мкА на 1 м длины фазного проводника. Соответственно:
- IΔэп = 0,4 X Iрасч,где Iрасч — расчетный ток в нагрузке цепи, А.
- Iрасч = Iном = Pном / (Uном X cosφном).
Коэффициент мощности cos φ характеризует количество реактивной энергии, потребляемой устройством. Большинство бытовой и офисной техники имеет активный характер нагрузки (реактивное сопротивление у них отсутствует или мало), для них cos φ=1.
Номинальную мощность Pном (Вт) в нашем случае берем из групп потребления, где каждой задавали ориентировочную мощность потребления. Чтобы стало понятнее, возьмем группу «розетки 1 этаж». В нее входят гостиная, комната, коридор и санузел. Мы задали ориентировочную мощность потребления для отдельных комнат 1600 Вт. Суммарно для группы этот показатель будет 4800 Вт.
Номинальное напряжение для однофазной сети Uном = 220 В.
IΔсети = 0,01 X Lпровода,
где Lпровода
— длина фазного проводника, м.
Согласно требованиям ПУЭ суммарный ток утечки сети с учетом присоединяемых стационарных и переносных электроприемников в нормальном режиме работы не должен превосходить 1/3 номинального отключающего дифференциального тока IΔn УЗО. То есть номинальный дифференциальный отключающий ток устройства (который нанесен на корпусе) должен быть как минимум в три раза больше суммарного тока утечки защищаемой цепи электроустановки IΔ:
IΔn > = 3 IΔ.
Пример расчета соответствия устройства в группе потребителей
Рассмотрим группу «розетки 1 этаж»:
- IΔn = 30 мА(из таблицы 2).
- Uном = 220 В.
- Pном = 4800 Вт.
- Lпровода — в данном случае неизвестно, и его оптимальную длину определим.
По условию IΔn > = 3 IΔ , IΔ
Iрасч = 4800 / 220 = 21,81 А.
IΔэп = 0,4 X 21,81 = 8,73 А.
По основной формуле IΔ = IΔэп + IΔсети:
10 = 8,73 + (0,01 X Lпровода);
(10-8,73) / 0,01 = Lпровода;
Lпровода = 127 метров.
Вывод: установленный на рассмотренную группу УЗО 25 А 30 мАв паре с автоматом C25 1Pприемлем при учете что протяженность фазного проводника не превысит 127 метров. Естественно, на этапе проектирования и монтажа вы будете знать длину провода, задействованного в каждой конкретной группе. И для проверки соответствия по формуле рассчитывается IΔ.Полученный ток умножаем на три и сравниваем с маркировкой использованного устройства защитного отключения. Должно выполняться условие IΔn > = 3 IΔ.
Допустим, Lпровода в группе = 250 метров; тогда исходя из предыдущего расчета IΔ=8,73+(0,01 X 250) = 11,23 мА; 3 IΔ = 33,69 > IΔn.Условие не выполнилось. Как выход, можно разделить группу на две.
Одно УЗО – несколько групповых автоматов
В более сложных случаях в электрощитке устанавливаются несколько аппаратов дифзащиты, при этом возможны разные виды схем подключения. Самой простым для расчётов является вариант, при котором имеется один вышестоящий групповой автомат и несколько нижестоящих.
Эта схема похожа на вариант с общим дифреле для всей квартиры и параметры УЗО определяются групповым автоматом.
Сложнее определить параметры дифреле в схеме, в которой имеются несколько нижестоящих автоматов без общего группового выключателя. В данной ситуации номинальный ток УЗО должен быть равен или больше суммы номиналов этих автоматов или тока вводного автомата.
Выбор конкретной модели зависит от параметров этих защитных приборов:
- Вводной автомат С63 и 3 отходящих выключателя по 10А. В этом случае номинальный ток УЗО должен быть не менее 10+10+10=30А.
- Вводной выключатель С25 и 3 отходящих автомата – 2 С16 и 1 С10. Несмотря на то, что общий номинальный ток этих аппаратов составляет 16+16+10=42А, достаточно установить УЗО с номиналом 25А.
Таким образом, перед тем, как выбрать УЗО на группу автоматов в однофазной сети и определить номинальный ток дифреле необходимо сравнить ток вводного автомата и сумму токов отходящих выключателей. Для выбора модели УЗО нужно использовать меньшее значение.
Да будет срач!
Отдельная дисциплина споров – какое УЗО лучше, электромеханическое или электронное. В электромеханическом УЗО для отключения используется энергия дифференциального тока, поэтому оно может сработать при обрыве нулевого проводника, да и в целом не содержит нежной электроники, но содержит нежную механику. Электронное УЗО требует питания для работы электронного усилителя, поэтому при обрыве нуля работать перестает, часто не отключая цепь. У каждой конфигурации есть свои достоинства и недостатки. А для защиты от обрыва нуля я настоятельно рекомендую ставить реле контроля напряжения.
Но так как большинство читателей ждет от меня конкретного ответа – скажу, что это не важно. Есть требования стандартов, есть требуемые характеристики, и конкурентная цена в конце концов. Поэтому производитель дает ровно то, что от него требуют, а вот как получено желаемое – не так важно
А если производитель рукожоп, то отсутствие электроники автоматически не означает, что изделие выйдет годным. Кроме того, УЗО типа B без добавления электроники изготовить не получилось ни у одного производителя
Поэтому производитель дает ровно то, что от него требуют, а вот как получено желаемое – не так важно. А если производитель рукожоп, то отсутствие электроники автоматически не означает, что изделие выйдет годным
Кроме того, УЗО типа B без добавления электроники изготовить не получилось ни у одного производителя.
Для контроля исправности УЗО на передней панели есть кнопочка “тест”, которая замыкая резистором цепь, имитирует появление дифференциального тока. Если УЗО при нажатии на кнопку тест отключилось – то оно исправно. Проверку исправности УЗО производители рекомендуют производить ежемесячно (какие оптимисты!), ну или я реалистично говорю о тесте раз в пол года.
Подключение УЗО и автоматических выключателей
Если электропотребители в доме или квартире разделены на несколько групп, каждая из которых защищена собственным автоматическим выключателем, то с целью экономии средств можно устанавливать одно УЗО на 2 – 3 таких группы. Сегодня организовать подключение таким образом можно практически в любой бытовой сети: среди современных УЗО с уставкой диф. тока 30 мА имеются модели, рассчитанные на довольно высокие номинальные токи — до 100 А.
Подбирая УЗО для группы автоматов, следует учитывать номинальный ток не только вышестоящего автомата, но и нижестоящих. Поясним на примерах.
Пример 1
Схема к примеру 1
Напомним, что в общем случае рекомендуется устанавливать УЗО с номинальным током, на одну ступень превосходящим номинальный ток выше установленного автомата. Но в данном случае, как видно, каждое из двух УЗО по номинальному току не превосходит, а наоборот уступает вводному автомату: его номинальный ток составляет 50 А, тогда как номинальный ток каждого из УЗО — только 40 А.
Тем не менее, выключатели диф. тока надёжно защищены от перегрузки: суммарный номинальный ток подключённых к каждому из них автоматов составляет всего 32 А (2х16 А), что на 20% меньше номинального тока УЗО в 40 А.
Пример 2
Следующая схема является не столь надёжной:
Схема к примеру 2
Номинальный ток 1-го УЗО составляет 25 А и вводный автомат с номинальным током 40 А его не защищает. Но перегрузка этому прибору не грозит, так как проходящий по нему ток не может превышать 22 А (к УЗО подключены автоматы на 6 и 16 А). А вот 2-е УЗО, рассчитанное на номинальный ток в 40 А, может перегореть: подключёнными к нему автоматами оно не защищается, так как их суммарный номинальный ток составляет 58 А (3х16 + 10), а вводным автоматом защищается, так сказать, впритык.
Если будет иметь место перегрузка, то до срабатывания вводного автомата через УЗО №2 будет протекать ток выше номинального, вследствие чего оно может выйти из строя. Рекомендуется либо установить УЗО с более высоким номинальным током (следующая ступень — 50 А), либо защитить его дополнительным автоматом с номинальным током на ступень ниже (32 А).
Пример 3
А вот эта схема однозначно является неверной:
Схема к примеру 3
Оба УЗО с номинальным током 40 А не защищаются ни вышестоящим автоматом (50 А), ни нижестоящими (суммарные номинальные токи составляют 57 и 48 А).
Оптимальный вариант подключения УЗО
Если имеется несколько УЗО со своей группой автоматов каждое, то очень важно не смешивать провода от разных групп. Для каждой группы лучше предусмотреть свою нулевую шину — при подключении всех потребителей на общую нулевую шину возможны ложные срабатывания УЗО. Подключение с отдельными шинами отображено на следующей схеме
Также здесь показано подключение селективного УЗО
Подключение с отдельными шинами отображено на следующей схеме. Также здесь показано подключение селективного УЗО.
Схема подключения УЗО
Красным цветом обозначена фаза (L), синим — нулевой проводник (N), жёлто-зелёным — заземление (РЕ).
Как видно, селективное УЗО с уставкой тока утечки 300 мА (поз. 3) подстраховывает УЗО 7 и 14 с уставкой тока утечки 30 мА и одновременно защищает цепи освещения (автоматы поз. 5, 6, 12). Защищать осветительную проводку УЗО с уставкой диф. тока 30 мА не имеет смысла, так как здесь вероятность поражения электротоком практически равна нулю.
Подразумевается, что дифференциальный автомат 13 обслуживает выделенную линию, предназначенную для подключения, например, компьютера или стиральной машины, поэтому нулевой проводник от него проложен прямо к нагрузке, а не к нулевой шине.
Дополнительные нулевые шины обозначены поз. 11 и 18. К первой подключены группы розеток 2, 3, 4 и от неё прокладывается провод к УЗО 7; ко второй — группы розеток 5, 6, 7, сама же шина подключается к УЗО 14.
Заметим, что данная схема имеет тот же недостаток, что и приведённая в примере №2: номинальный ток вводного автомата (поз. 1) является таким же, как и УЗО поз.7 и 14 — 40 А, в то время как суммарный номинальный ток подключённых к каждому из этих УЗО автоматов составляет 3х16 = 48 А. Для большей надёжности следовало бы установить УЗО, рассчитанное на более высокий номинальный ток.
При подключении УЗО на группу автоматов выявить место утечки достаточно просто. К примеру, сработало УЗО поз. 7. Нужно отключить автоматы поз. 8, 9 и 10, затем включить УЗО и по одному включать упомянутые автоматы. Как только будет включён автомат цепи с утечкой, УЗО тут же отключится.
От того, правильно ли вы выбрали и установили УЗО, зависит, сумеет ли оно спасти вашу жизнь в случае внештатной ситуации. Поэтому к данному вопросу следует подходить со всей обстоятельностью. Изложенные в нашей статье рекомендации помогут избежать ошибок, которые могли бы стать фатальными.
Виды УЗО
Кроме УЗО, устанавливаемых на распределительном щитке, можно встретить электророзетки со встроенным УЗО. Эти устройства бывают двух видов: первый устанавливается на место существующей розетки, второй подсоединяется к имеющейся розетке, и затем уже в него включается вилка от электроприбора.
К преимуществам данных устройств можно отнести отсутствие необходимости замены в домах старой застройки электропроводку, а к недостаткам — высокую стоимость (розетки со встроенным УЗО обойдутся примерно в 3 раза дороже, чем УЗО, устанавливаемые на распределительный щит).
Третьим видом устройств со встроенным УЗО является так называемая «УЗО-вилка».
К эффективным защитным устройства также относятся дифференциальные автоматы, которые представляют собой комбинацию автоматического выключателя с УЗО (по типу «два в одном»). Дифференциальный автомат срабатывает в обоих случаях: как при утечке тока на землю, так и при коротких замыканиях и перегрузке. Их выгодно применять в том случае, когда на установку двух отдельных устройств в электрошкафу не хватает места. Цена на дифференциальный автомат превышает цену на УЗО.
Типы УЗО АС, А, В
В зависимости от типа, УЗО обязано отключаться от разного вида утечек тока, есть УЗО, которые отключают только переменный ток, есть УЗО которые переменный и пульсирующий ток:
УЗО тип АС реагирует на мгновенный переменный дифференциальный ток утечки, т.е. это обычные потребители: освещение, теплые полы, холодильники, конвекторы и др. Тип УЗО АС обозначается на панели, это либо буквы АС, либо специальный символ (пиктограмма) или и то и другое вместе.
УЗО тип А реагирует, как на переменный, так и на пульсирующий ток утечки, который может медленно нарастать или возникать внезапно. Это приборы, в которых используются выпрямители и импульсные блоки питания: компьютеры, стиральные машинки, телевизоры, посудомойки, микроволновки, т.е. там, где всем управляет электроника. В некоторых инструкциях на современные электроприборы отдельно указывается, что необходима установка УЗО типа А. Пиктограмма для УЗО тип А выглядит следующим образом
УЗО тип А дороже, чем УЗО тип АС, т.к. «охватывает» бОльшую зону защиты. Но следует отметить, что уровень защиты с УЗО типа АС выше, чем если бы УЗО не было бы вообще.
ПУЭ 7.1.78. 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.
Часто у читателей возникает вопрос: “Какое УЗО поставить на холодильник, стиральную машинку, посудомойку, варочную панель и т.д.?”. Самый правильный ответ, вы найдете в инструкциях на бытовую технику.
Но, например, в Европе разрешено устанавливать УЗО только тип А. УЗО тип АС запрещены.
УЗО тип В – редкость в России, их применяют в промышленности, где помимо прочих видов утечек, есть утечки выпрямленного тока, в быту УЗО тип В не применяют.
Выбор для квартиры
Для примера расчета возьмем квартиру в многоэтажном доме. В этажном щитке на вводе стоит автоматический выключатель. Пусть автомат будет на 40 Ампер. Он защищает от коротких замыканий и перегрузок. Сразу за ним монтируется противопожарное УЗО, расчет его номинала произведем позднее.
Оно нужно для защиты от пожара при нарушении изоляции кабеля или ее пробое. Дальше, для обеспечения большей безопасности и бесперебойности снабжения электричеством, на каждую или несколько групп устанавливаются УЗО с определенным Iут от 10 до 30 mA. Зависит от токов утечки.
Есть даже розетки со своими устройствами УЗО. На каждую группу потребителей устанавливается свой автоматический выключатель перегрузок.
В ванной комнате стоит стиральная машинка мощностью 1,8 кВт. Так как она расположена во влажном помещении, то для безопасности предусмотрим автомат защиты на 16 A и произведем расчет УЗО по мощности.
Рабочий ток для стиральной машинки равен:
Длина фазного провода до нее составляет 20 м.
Отсюда IΔn= 3*(0,4* IΣ +0,01*L)=3(0,4х7,3+0,01х20)=9,36 mA.
Ближайший в ряду УЗО на 16 A, ток утечки 10 mA.
