Узо селективне: принцип дії і види

УЗО (пристрій захисного відключення) призначене для запобігання небезпечному впливу на людину і тварин електричного струму при дотику до струмоведучих і іншим частинам приладів і електроустановок, що знаходяться під напругою. Наступною важливою функцією пристрою є попередження загорянь при появі струмів витоку на землю. Захисна дія проявляється у відключенні живильної мережі при наступних ситуаціях:

• замикання корпусу електроприладу, що знаходиться під напругою, через тіло на землю;
• контакт струмоведучих елементів з заземленими нетоковедущими частинами електроустановок в результаті пошкодження ізоляції;
• зміна заземлюючого (PE) і нульового (N) провідників в електричній схемі.

УЗО також захищає мережі від стрибків напруги. Для цього до нейтрали на вході приладу і фазі на виході підключається нелінійне опір. Диференційний струм протікає по ньому при збільшенні напруги вище 270 В, після чого УЗО відключається.

Захисні пристрої відрізняються за типами та принципам роботи. Одним з найбільш практичних є УЗО селективне, що забезпечує цільове виключення груп навантажень. Його особливістю є занижена швидкісна характеристика спрацьовування (тип S або G). Він встановлюється ближче до джерела, має номінал диференціального струму спрацьовування 100 або 300 мА і гарантує, що першим відключиться наступне звичайне УЗО, розташоване перед споживачем.

Таким чином, сучасна захист електромереж будується на виявленні несправностей і відключення окремих ділянок від працюючих в нормальних режимах систем.

Як влаштовано УЗО?

УЗО також називають вимикачем диференціального струму. Призначення залишається тим самим: відключати ланцюг при появі витоку струму. Основним елементом пристрою є тороидальний трансформатор з кількома витками нульового і фазного проводів, включених зустрічно. Результуюче магнітне поле при нормальній роботі приладу залишається рівним нулю. Витік в землю порушує баланс, у вторинній обмотці виникає напруга, при досягненні яких певної величини відбувається відключення електричного кола за допомогою пускового і виконавчого механізмів.

Для УЗО потрібна заземлювальна шина РЕ. В іншому випадку, коли з`являється потенціал на корпусі електроприладу через пошкодженої ізоляції, витоку струму немає, і при дотику до нього і заземленим металевим частинам (радіатор опалення, водопровідні труби) можна отримати відчутний удар струмом. При цьому захисний пристрій спрацює, але буде краще, якщо це станеться від витоку в землю.

Для надійної роботи захисного пристрою слід прокласти заземлення. При роботі за такою схемою УЗО розірве ланцюг ще до дотику до металевого корпусу обладнання або побутової техніки.

типи ПЗВ

УЗО класифікуються по виконуваних функцій:

• АС - реагування на раптово з`являється або наростаючий поступово змінний струм витоку.
• А - додатково спрацьовує на постійний пульсуючий диференційний струм, який може з`являтися несподівано або наростати поступово.
• В - реагування на постійний і змінний пульсуючі струми витоку.
• S - селективне УЗО з додатковою часовою витримкою на відключення.
• G - аналогічно S, але з меншою затримкою.

Яке УЗО вибрати?

Пульсуючий струм в побутових умовах з`являється від пральних машин, диммеров освітлення, телевізорів, комп`ютерів, електроінструментів та ін. Приладів з імпульсними блоками живлення. відсутність розділових трансформаторів в приладах з тиристорним управлінням істотно збільшили ймовірність витоку постійного або змінного пульсуючого струму. Тому, якщо раніше достатньо було встановити тип АС, то тепер необхідний тип А чи В.

Де встановлювати УЗО?

1. Загальнодоступні місця в будинках, де відсутня підвищена небезпека ураження струмом.
2. В електричних ланцюгах з можливою небезпекою ураження струмом (приміщення з вологістю вище норми, групи розеток, побутова техніка і т. Д.).
3. На головному введенні для захисту від пожежної небезпеки. Зазвичай тут встановлюють УЗО селективне.
4. У поверхових розподільних щитах, в квартирних щитках, в індивідуальних будинках.
5. У радіальних системах електропостачання: загальне виборче УЗО і окремі по відводить лініях, з вибором параметрів, які гарантують виборче спрацьовування.
6. На ближніх щаблях захисту, наприклад, 10 і 30 мА, 30 і 40 мА і т. П. Малоймовірна струмовий вибірковість дії УЗО через високу швидкість спрацювання. Для зазначених значень вона забезпечується, якщо підібрати селективне УЗО 100мА, щоб була ще витримка за часом.
7. Унаслідок старіння ізоляції не завжди відбувається поступове збільшення струмів витоку.
8. При миттєвому наростанні струму витоку через пробою ізоляції може спрацювати будь звичайне УЗО, послідовно розташовані в ланцюзі. Це відбувається у зв`язку з швидким і значним перевищенням уставок відразу на декількох ступенях захисту.

Необхідність використання селективних УЗО

УЗО селективне виконує свою функцію протипожежного захисту, якщо застосовувати модифікації з тимчасовою затримкою - S або G. До них пред`являються підвищені вимоги по стійкості до коротких замикань, комутаційної здатності, динамічної та термічної стійкості і т. Д.

Зазвичай на головному вводі встановлюють селективне протипожежне УЗО на великий струм витоку.

УЗО можна застосовувати в ланцюгах, які неприпустимо раптово відключати, так як це може призвести до аварійних ситуацій (пожежна або охоронна сигналізація, небезпека для персоналу і т. П.).

Крім УЗО, струмовий селективність повинні мати автоматичні вимикачі. Першими повинні спрацьовувати розташовані ближче до ділянки перевантаження або короткого замикання. При цьому автоматичні вимикачі спрацьовують раніше, ніж ток КЗ досягає граничного значення. Це необхідно для запобігання перевантаження послідовно підключених ділянок, оскільки струм проходить через контакти їх захисних пристроїв.

Типи селективних УЗО

Для селективного УЗО важливо витримати паузу, щоб встигло спрацювати пристрій загального типу, розташоване нижче за схемою. При цьому пристрій з тимчасовою затримкою відключення пропускає через себе струм витоку і не спрацьовує. Інтервал затримки у моделей може відрізнятися. У виробів з маркуванням S він становить 0,15-0,5 с, наприклад, УЗО 63а 100мА селективне, з можливістю настройки запізнювання. Вибір буде кращим, якщо їх встановлювати на вході кабелю живлення квартири. У деяких іноземних моделей є витримки часу ще вище. Вони призначені на відключення ланцюга при виникненні пожежної небезпеки. Чим довше буде відключатися захист, тим більша ймовірність займання ізоляції.

При маркуванні G пристрій спрацьовує в межах 0,06-0,08 с. Прилад є досить швидким по реакції на неполадки в мережі. Його слід встановлювати нижче УЗО типу S селективне. При двоступеневої захисту воно може встановлюватися на головному вводі, оскільки швидкодія УЗО, підключених нижче все-таки вище.

При наявності в мережі декількох груп навантажень, перед кожною підключається окреме захисний пристрій, а на вхід - селективне протипожежне УЗО. Тоді при несправності одного з ліній знеструмиться тільки вона, а інші залишаться підключеними. При подібній схемі з`єднань простіше виявити несправність. Якщо звичайне УЗО виявиться несправним або не реагує на неполадки в схемі, тоді спрацює селективне УЗО (300 мА або 100 мА) і відключить всю мережу.

Для забезпечення селективності потрібна наступна настроює прилади:

• виставити час спрацьовування селективного УЗО, якщо в ньому передбачена така можливість;
• встановити необхідні параметри відключення в залежності від величини струму витоку.

Характеристики відключення УЗО селективного дії повинні за величиною перевищувати інші не менш ніж в 3 рази. Тільки в цьому випадку пристрій буде гарантовано спрацьовувати.

параметри УЗО

Два тимчасових параметра УЗО визначаються російськими стандартами:

• час відключення - проміжок від появи відключає струму витоку i до моменту гасіння дуги;
• граничний час неспрацювання для пристрою типу S - часовий інтервал між початком виникнення i і відстань між контактами.

Останній параметр визначає селективність дії УЗО. Його гранична величина становить 0,5 с. При цьому слід враховувати, що для захисту людей розмикання має відбуватися протягом 10-30 мс, для запобігання загоряння ізоляції - до 500 мс. УЗО типу S селективне широко застосовується там, де потрібно виключити помилкові спрацьовування від впливу перешкод або стрибків напруги.

За швидкістю відключення мережі УЗО поділяються наступним чином:

• загального застосування - без затримки;
• типу G - 10-40 мс;
• типу S - 40-500 мс.

Струми витоку завжди мають місце в електричних ланцюгах. В сумі вони не повинні бути вище 1/3 від номінального i пристрою. Вважається, що на 1 А навантаження припадає 0,4 мА струму витоку споживача, а на 1 м довжини фазного проводу - 10 мкА. Захисний прилад настроюється за величиною сумарного струму природного витоку. Якщо цього не робити, можуть відбуватися часті помилкові спрацьовування. При цьому слід враховувати, що пристрій з i = 100 мА вже не захистить людину від ураження струмом.

При проектуванні електромереж можна не вказувати тип УЗО, поки експерти не вимагають. Але обгрунтувати свій вибір заздалегідь потрібно. Важливо, щоб номінальний струм приладу був вище струму передбачуваного навантаження. Крім того, УЗО встановлюється тільки в загальній парі з автоматичним вимикачем. Можна встановити один диференційний автомат замість двох приладів. Він обійдеться дешевше, але при цьому слід правильно підібрати параметри.

УЗО захищає в двопровідних мережах, де відсутній захисний провідник. Але спрацьовує воно тільки після дотику до небезпечного місця.

Яке вибрати протипожежне УЗО?

Селективне УЗО 63А, 300мА зазвичай встановлюється на вході як протипожежне.

Багато хто використовує звичайні моделі загального типу, встановивши в будинку прилади захисту на 30 мА. тут функція "часткової" селективності виконується завдяки великій різниці струмів спрацьовування. При цьому економляться кошти на різниці цін. Крім того, звичайне УЗО забезпечує безпеку краще через більш швидкого спрацьовування при відлові струмів витоку. Різниця в поведінці приладів полягає в тому, що селективний прилад не відключиться першим при диференційному струмі, рівним або більшим 300 мА. Подібна ситуація вже є екстраординарною і питання не стоїть про те, чи варто йти до щита управління, який може знаходитися на вуличному стовпі. При такому великому струмі напевно спрацює ще звичайне УЗО, якщо сталася аварія на лінії. Тут і так буде ясно, де шукати несправність.

Таким чином, протипожежне УЗО можна встановлювати як селективне, так і звичайне.

Виробники УЗО

Група Legrand є відомим в світі виробником електричних систем будівель. Лідируючі позиції забезпечує висока культура виробництва і великі інвестиції в створення нових електротехнічних виробів. Для Росії група постачає весь перелік електроустаткування, починаючи з розеток і вимикачів до найскладніших систем управління.

Селективне УЗО Legrand буває електронного та електромеханічного типу (позначено на лицьовій панелі). Залежно від виконання воно встановлюється збоку або знизу від автоматичних вимикачів. Регулюється витримка часу (0-1,3 с) і чутливість. У комплексі з автоматами застосовуються як високочутливі або основні захисні пристрої.

Ціни на УЗО залишаються високими, як і у інших брендів.

Фірмою АВВ найбільш повно УЗО представлені серією F 200 - від 16 А до 125 А. Для домашньої мережі досить УЗО 63A, 100мА селективне. За струмів витоку для побутової техніки зазвичай застосовується пристрій на 30 мА. Як протипожежного захисту на вводі приватного будинку застосовується селективне УЗО ABB (63А, 300мА) чотирьохполюсних для трифазної мережі, як одна з найнадійніших. Йому не поступаються за якістю вироби марки Legrand. Для квартири з однофазним введенням буде двухполюсное пристрій. На фото нижче зображено селективне УЗО ABB 63А, 300мА.

Максимальний струм, який здатний витримати апарат, складає від 3 до 10 кА (вказується на лицьовій панелі). Він є короткочасним, а не робочим струмом. УЗО здатне витримати паузу, поки автомат не відключить ланцюг.

Фірма є однією з провідних, але ціни дуже високі. Споживачі часто віддають перевагу моделям abb, оскільки безпека коштує найдорожче. Випускається диференційний блок ABB DDA200 AP-R типу А і АС. У ньому передбачена затримка спрацьовування на 10 мс, хоча це не селективне УЗО ABB. Крива характеристики відключення у нього розташована між селективним і звичайним УЗО. Пристрій має підвищену стійкість до помилкового спрацьовування в порівнянні з пристроями загального призначення.

Відсоток браку на селективне УЗО ABB, як і на інші вироби, становить всього 2%, завдяки чому проблем в роботі практично не буває. Електромеханічні пристрої значно надійніше електронних і в усьому мають плюси, за винятком ціни. Вже починають з`являтися УЗО з електронним виконавчим пристроєм, що не поступаються за надійністю механічного.

На ринку можна знайти вироби вдвічі дешевше, а за якістю не поступаються АВВ. Фірма випускає також серію FH 200, яка має ціну трохи нижче, але значно програє в якості виробів F 200. Зокрема, у неї не такі надійні контакти кріплення провідників, які швидко починають хитатися, що відбивається на якості роботи.

Якщо купувати селективне УЗО ABB, то тільки в спеціалізованих магазинах, а не в сумнівних місцях. Підробка небезпечна тим, що вона не здатна захистити людину належним чином. На модульне обладнання, до переліку якого також потрапило УЗО, самопальщікі звертають велику увагу через високу вартість.

Вітчизняна група компаній IEK виробляє близько 7 тис. Найменувань виробів, що відповідають світовим стандартам і забезпечують надійну роботу електромереж.

До УЗО пред`являються високі вимоги. З одного боку, вони повинні надійно спрацьовувати, захищаючи людей від удару струмом, а проводку - від небезпеки займання. Але при цьому пристрої, встановлені на різних ступенях електричних ланцюгів, повинні діяти вибірково, відключаючи окремі ділянки. Цим умовам, а також ГОСТу 51326.1, відповідає селективне УЗО IEK типу ВД1 63S.

Група виробів представлена значеннями номінальних струмів 25-80 А, а диференціальні струми складають 100 мА і 300 мА. Вироби дешевше, ніж у іменитих брендів і широко застосовуються в якості вступних протипожежних апаратів. При цьому селективність захисту забезпечується великими величинами струмів відсічення і тимчасовими затримками на відключення ланцюгів.

Вибір захисних пристроїв

Якщо споживання електроенергії відбувається за простою схемою, по ланцюгу протікає синусоїдальний струм. Витік буде аналогічної форми і тут можна застосовувати прилади типу АС.

У сучасних побутових приладах все частіше застосовуються схеми управління з відсіченням по фазі. Пристрій типу АС на них реагувати не буде і тут краще застосовувати ПЗВ типу А, яке реагує також на синусоїдальний струм. Пристрій можна чистити спільно, наприклад, для освітлення лампами розжарювання підійде тип АС, а для розеток, до яких можуть бути підключені прилади з імпульсним регулюванням - тип А. Але якщо доведеться міняти освітлення на енергозберігаючі лампи з керуванням яскравості шляхом відсічення по фазі, доведеться також замінити пристрій типу АС на А. Інакше воно не буде працювати.

З метою поділу спрацьовування за рівнями електричних ланцюгів необхідно застосовувати селективні прилади. На головному вводі встановлюється тип S, на другому рівні - G, а потім прилади миттєвого спрацьовування.

УЗО вибирається на одну сходинку вище за номінальним струмом, ніж підключений в парі з ним автоматичний вимикач, який може тривалий час працювати при перевищенні навантаження. Якщо на вводі варто автомат на 50 А, до нього підійде УЗО селективне 63А.

За вимогами стандартів, на лицьових панелях приладів вказуються номінальні значення напруги, а також тривалого і відключає струму i. Якщо є позначення синусоїди - це тип АС. Наявність під нею двох позитивних напівперіодів означає тип А. Селективні УЗО позначаються буквами S і G. Номінальний струм КЗ вказується в рамці. Пристрій повинен витримати його наростання до максимуму, поки автомат не відключиться. Зазвичай струм не встигає досягти граничної величини. УЗО відключає ланцюг з дефектом заздалегідь, поки ще не стався нагрів провідника і не запалала ізоляція.

висновок

В електричних побутових мережах застосовується струмовий і тимчасова селективність. Для цього захисні пристрої встановлюють послідовно по деревовидної схемою, де один вимикач є загальним. Основою принципу дії є зменшення часу протікання струму через тіло при прямому чи непрямому дотику до елементів електроустановок, що знаходяться під напругою. УЗО селективне встановлюється на вході і виконує протипожежну функцію.