Селективное УЗО на вводе: необходимость или излишняя перестраховка?
Безопасность жилища является одной из основных потребностей человека и, наверное, не найдется никого, кто сознательно бы пренебрегал этим показателем. К сожалению, хотим мы этого или нет, существует множество факторов, угрожающих безопасности жилья и его обитателей. И самым опасным в этом случае является пожар. Статистика неумолима — тысячи квартир и домов ежегодно уничтожаются и повреждаются огнем. Та же статистика говорит, что причина примерно 80 % всех пожаров — неисправная электропроводка.
В различных источниках много и подробно говорится об электрических устройствах, предохраняющих дом от пожара, а жильцов от поражения током. Наиболее распространенными из них являются устройства дифференциального тока или УДТ. К ним относятся:
О том, как выбирать и правильно применять УДТ и пойдет речь в статье.
Все устройства дифференциального тока имеют общую техническую характеристику — номинальный отключающий дифференциальный ток — величина, при которой УДТ отключается. Для защиты от поражения электрическим током применяются только те устройства, у которых этот параметр составляет не более 30 мА. Этот показатель выбрана не случайно. Согласно медицинским исследованиям, опасным является протекание через тело человека тока свыше 40 мА в течении 1 секунды, т. е. сочетание в УДТ ограничения тока и мгновенного отключения обеспечивают полную защиту человека от поражения током.
По ГОСТ Р 50572.4.42-2012 для защиты от пожара должны устанавливаться УДТ с номинальным отключающим диф. током менее 300 мА. Это обусловлено исследованиями ВНИИ противопожарной обороны (ВНИИПО МЧС РФ), которые показали, что при значениях тока утечки около 150 мА, на участке протекания тока утечки выделяется мощность примерно 33 Вт, что достаточно для возгорания изоляции провода или кабеля. Кроме того, для отдельных видов нагрузок, где из-за отказа высока вероятность пожара, должно быть установлено оборудование с номинальным отключающим диф. током менее 30 мА. К таким нагрузкам можно отнести, к примеру, теплые полы с пленочным нагревательным элементом.
Таким образом, для надежной защиты от пожара и поражения током в электрической цепи должны быть установлены УДТ двух типов, причем от правильного взаимодействия этих устройств зависят корректная работа всей электрической цепи и надежность защиты помещения и его обитателей. Кроме того, необходимо обеспечить их селективную работу, при которой повреждение будет отключаться устройством, ближайшим к месту повреждения. От этого зависит надежность и бесперебойность электроснабжения дома или квартиры, а также комфорт жильцов. Пример: из-за поврежденного кабеля утюга отключилось УДТ на вводе и обесточило весь дом.
ГОСТ Р 50571.5.53-2013 устанавливает основные правила взаимодействия УДТ в электрической цепи для двух случаев:
Так, для жилищного строительства необходимо, чтобы УДТ на вводе имело номинальный отключающий дифференциальный ток не менее, чем в три раза больше, чем устройство на отходящей линии. Это условие подразумевает, что при установке на отходящих линиях чтобы устройство дифференциального тока с током отключения 30 мА на вводе мы можем применять устройства, имеющие ток срабатывания как 300 мА, так и 100 мА, т. к. это соответствует условию, указанному выше. Выбор тока срабатывания вводного автомата определяется несколькими факторами, в частности, длиной присоединенных кабелей и мощностью нагрузок. На практике же для квартир и небольших дачных домов на вводе используют устройства 100 мА, для коттеджей применяют УДТ с током отключения 300 мА, т. к. электрические цепи в последнем случае являются более разветвленными.
Однако, как показывает практика, выполнение этого условия не всегда позволяет обеспечить селективную работу УДТ. Дело в том, что повреждения изоляции часто развиваются спонтанно: иногда из-за повреждений изоляции ток утечки быстро достигает больших значений, что приводит к отключению не только УДТ на поврежденном участке, но и вводного устройства дифференциального тока, что обесточивает всю электроустановку. Такая ситуация очень неприятна для любого жилища, а для дома и вовсе является критической, так как отключаются жизненно важные потребители. Помимо дискомфорта и отключения, по сути, всех инженерных систем в доме, полное отключения электроснабжения требует еще и много времени на поиск поврежденного участка и восстановления работы всех систем. В зимнее время это может привести к замерзанию и повреждению, например, систем водоснабжения и отопления дома, а также значительным тратам на ремонт.
Оптимальным решением станет установка на вводе УЗО с выдержкой времени на срабатывание, так называемое селективное УЗО. Этот тип УДТ имеет индекс «S» (от англ. selectivity — селективность) и в случае повреждения отключается с задержкой до 130 миллисекунд (полное время отключения может быть до 0,5 сек в зависимости от величины диф. тока — таблица 1). Это его свойство позволяет отключить только поврежденный участок цепи без отключения всей электроустановки.
Таблица 1
Как это работает
Например, в квартире установлены селективное УДТ с отключающим током 300 мА на вводе электрического щита и несколько УДТ с отключающим током 30 мА на группах, питающих электрические розетки, как показано на рис 1. Возникло повреждение кабеля в электрической розетке и из-за этого возникает дифференциальный ток 200 мА, который обнаруживают групповое и вводное УДТ, при этом групповое УДТ отключается мгновенно, а селективное вводное ждет 60 мсек (из таблицы 1), после чего отключается. Отключение группового устройства устраняет ток повреждения и вводное УДТ не отключается, т. е. остальная,неповрежденная часть электроустановки остается в работе. Таким вот образом отключается только аварийный участок и при этом не нарушается электроснабжение объекта целиком. При этом селективное УЗО как бы подстраховывает УЗО на отходящих линиях. Если одно из них по какой-то причине не сработает, в этом случае селективное УЗО отключится, защитив всю электрическую цепь от дальнейшего развития аварии.
Рисунок 1
Сейчас применение селективных УЗО в жилых и общественных зданиях является обязательным. Так, действующий СП 256.1325800.2016 «Электроустановки жилых и общественных зданий. Правила проектирования и монтажа» п.10.13 требует для повышения уровня защиты от возгорания установки УДТ с номинальным отключающим дифференциальным током до 300 мА. При этом, для соблюдения селективности срабатывания УДТ при двух- и многоступенчатой схеме установки, уставка и время срабатывания УДТ установленного ближе к источнику питания должно быть не менее чем в 3 раза больше, чем у УДТ установленного ближе к потребителю.
Другими словами, УДТ на вводе должно иметь уставку диф. тока до 300 мА и выдержку времени срабатывания, т.е. быть селективным.
ГОСТ Р 50571.5.53-2013 также требует обязательного применения селективных УДТ на всех прочих объектах. Дополнительным требованием к устанавливаемым на этих объектах УДТ является то, что номинальный отключающий дифференциальный ток устройства на вводе должен быть больше, чем у устройства на отходящей линии.Таким образом, установка селективных УДТ — один из эффективных способов снизить риск отключений электричества на всём объекте при возникновении повреждений отдельного участка электрической цепи. Это может сделать электроснабжение дома или квартиры бесперебойным, а проживание в нем комфортным.
УЗО В ЧАСТНОМ ДОМЕ
Что касается первого – УЗО нужно всегда, поскольку оно обеспечивает безопасность при нарушении изоляции и предотвращает поражение человека электрическим током. Полное его название – устройство защитного отключения говорит само за себя.
Защитное УЗО обязательно устанавливается на линии электропроводки с подключенными розетками.
На освещение такую защиту устанавливают реже, поскольку вероятность поражения током в таких цепях низка, если правильно подключен выключатель и вы не будете под напряжением менять лампочки в светильниках и устранять возникшие неисправности.
Его задача – автоматическое отключение электричества при длительных утечках тока и предотвращения нагрева и возгорания в местах возникновения неисправностей.
Такой ток возникает при снижении сопротивления изоляции проводки до значений, не вызывающих короткого замыкания и, как следствие, срабатывания автоматического выключателя.
Следует заметить, что утечки существуют всегда, но при превышении 100- 300 миллиампер может послужить причиной пожара.
Именно на такие значения рассчитаны противопожарные устройства защитного отключения. Этот параметр называется током уставки или дифференциальным.
Защитные УЗО имеют ток отключения 10-30 мА. Чем ниже предел, тем выше вероятность ложного отключения, поэтому на практике предпочитают значения в 30 миллиампер. Это вполне допустимо, поскольку смертельным для человека считается ток в 100 мА, то есть защита будет вполне эффективной.
Логично предположить, что если защитными устройствами в частном доме оборудованы все без исключения линии электропроводки, то вводное вроде как не нужно.
Профессионалы отдают предпочтение вторым.
КАК ПРАВИЛЬНО ПОДКЛЮЧИТЬ УЗО В ЧАСТНОМ ДОМЕ
Схемы подключения УЗО в частном доме ничем не отличаются от схем для квартиры, дачи и пр.
Они приведены на соответствующих страницах этого сайта, но для удобства я продублирую их в этом материале.
Подключение УЗО без заземления, если его правильно выполнить, в частном доме не менее эффективно, чем при наличии заземляющей шины (рис. 1).
В этом случае нужно использовать розетку с контактом заземления, который подключить отдельным проводом в точку А, обязательно перед автоматом защитного отключения и на нулевой провод.
В этом случае при подключении в розетке устройства с утечкой на корпус (естественно, оно должно иметь соответствующую вилку), часть тока пойдет в обход нулевого проводника мимо УЗО, что вызовет его срабатывание.
Обратите внимание – защита сработает даже при отсутствии прикосновения в корпусу неисправного прибора – в этом несомненный плюс такой схемы.
Подключение без заземления можно упростить (схема на рис.2).
В этом случае защита сработает при прикосновении человека к корпусу, на который попадает фаза. Утечка пойдет через тело, что неприятно. Но если утечка небольшая, то, возможно вы даже ничего не заметите.
СКОЛЬКО УЗО СТАВИТЬ В ЧАСТНОМ ДОМЕ
Но давайте посмотрим, сколько защитных приборов нам нужно.
Если помните, я писал, что естественные утечки есть всегда. Их величина зависит от тока нагрузки, длины линий проводки, качества изоляции.
Точное их значение можно определить только измерением, что не всем подходит. Существуют расчетные методики, согласно которым
Для стабильной работы устройства защитного отключения ток утечки не должен превышать 1/3 тока уставки. Для УЗО на 30 мА – это 10 миллиампер.
Преобразуем исходную формулу для определения тока нагрузки на одно УЗО (для небольших длин линий второй частью формулы можно пренебречь, что мы и сделаем):
Iнагр берется в Амперах, Iут в мА. В результате получаем, что одним УЗО можно защитить линию в 25 Ампер или несколько цепей, но с таким же суммарным током.
Подробнее в материале про то, сколько автоматов (линий) можно подключить к одному УЗО на этой странице.
© 2014-2021 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют ознакомительный характер, могут выражать мнение автора и не подлежат использованию в качестве руководящих и нормативных документов.
Как правильно подключить УЗО – схемы и правила монтажа
Для каждого типа потребителя предусмотрена своя схема подключения УЗО. При выборе учитывается состояние проводки и количество питающих фаз. Чтобы поставить на ввод УЗО, необходимо знать правильную последовательность сборки однофазных и трехфазных схем.
Как работает УЗО
УЗО нашло применение как в однофазных квартирных сетях, так и в трехфазных промышленных. Оно предназначено для отключения электропитания в 2 случаях:
Работа УЗО основана на сравнении токов, протекающих по фазному и нулевому проводникам. Если они равны, все в порядке. Квартира находится под напряжением. Если прикоснуться к фазному проводу, часть тока потечет в землю через тело человека. Это создаст разницу между токами, идущими по L и N проводникам на вводе в квартиру. УЗО срабатывает, если появляются отличия.
УЗО зарекомендовало себя как противопожарное средство. Одна из причин возгорания проводки — это ток, протекающий через поврежденную изоляцию на землю. В месте пробоя выделяется тепло, приводящее к воспламенению кабеля. Если в квартире установлено УЗО, такая ситуация практически невозможна. Когда случится пробой изоляции и замыкание на землю, устройство зафиксирует разницу токов и отключит систему.
Важно! Следует отличать автоматический выключатель, УЗО и дифавтомат. Эти устройства защиты имеют похожий внешний вид, но выполняют различные задачи. Автоматический выключатель защищает проводку от коротких замыканий и перегрузок. УЗО служит для безопасности человека. Оно отключит напряжение, если прикоснуться к токоведущей части. Дифавтомат сочетает в себе функционал обоих устройств. Остерегает человека от удара током и предохраняет проводку от КЗ.
Схема УЗО в сети однофазного напряжения
В советское время проводка в домах строилась по двухпроводной схеме. В каждой розетке присутствовал фазный и нулевой провод. С приходом зарубежных стандартов ситуация изменилась. Теперь, согласно ПУЭ, к каждой розетке должен подводиться отдельный заземляющий проводник.
В результате в одних домах «земля» предусмотрена и, как положено, идет стояком по квартирным щитам. В других она отсутствует. Заземление имеется на трансформаторной подстанции, питающей старый дом. Это создает путаницу в вопросах правильного подключения УЗО.
Схема без применения заземления
Данная схема применяется в домах советской проектировки без заземления. На вводе в квартиру имеется фазный и нулевой проводники. Оба подаются на вход электрического счетчика. УЗО устанавливается после прибора учета. Подключать устройство защитного отключения необходимо в соответствии с маркировкой клемм. Фазный провод присоединяется на контакт L, а нулевой на N.
УЗО не предназначено для защиты от перегрузки по току или короткого замыкания. Поэтому после него устанавливаются обыкновенные автоматические выключатели на 16, 25 или 32 А.
Если квартира небольшая, достаточно одного устройства защитного отключения. Если потребителей много, желательно разгруппировать их. Например, в щитке на вводе в квартиру устанавливается одно противопожарное УЗО с током срабатывания равным 300 мА, после него выполняются разветвления. Отдельные устройства монтируются на розетки и освещение. Их номинал срабатывания должен составлять около 30 мА. На ответственные помещения вроде детской и ванной комнаты подбираются устройства, рассчитанные на отключение при утечке тока, равной 10 мА.
УЗО в электрощите с заземляющим проводом
Данная схема предпочтительней с точки зрения безопасности. В ней УЗО способно полностью реализовать свой потенциал. В однофазной сети с заземлением исключено нахождение металлического корпуса бытового прибора под опасным высоким потенциалом.
В рассматриваемой схеме устройство защитного отключения более чувствительно к повреждению изоляции и контакту фазного проводника с корпусом электрического аппарата. В электрощите имеется фазный, нулевой и заземляющий проводник. Он обозначается желто-зеленым цветом изоляции и разветвляется до каждой розетки в квартире. УЗО подключается между прибором учета и автоматическими выключателями с соблюдением назначения проводов (L и N).
Поскольку УЗО более чувствительно к замыканиям на землю, его номиналы необходимо подбирать тщательней. Желательно использовать разделение нагрузки на отдельные линии. Так в будущем получится проще выявить место повреждения изоляции и утечки тока на землю.
Типовая схема 1 — общее УЗО на вводе
Общее устройство защитного отключения необходимо подсоединить между вводным и групповыми автоматическими выключателями. Схема применима для небольших однокомнатных квартир с проводкой в хорошем состоянии.
Этот вариант отличается яркими достоинствами. Среди них:
Недостатки более весомые:
Типовая схема 2 — общее вводное УЗО + однофазный счетчик
Электроэнергия стоит денег. Поэтому на вводе в квартиру всегда устанавливается электрический счетчик. Чтобы у поставщика энергии не возникло вопросов к монтажу щитка, все элементы необходимо установить правильно по схеме.
Устройство защитного отключения подсоединяется ко 2-му и 4-му выводам прибора учета с соблюдением «полярности». Вывод счетчика № 2 идет на фазный вход УЗО «L», а № 4 на нулевой «N». Они располагаются сверху защитного устройства. Выходные клеммы находятся в нижней части прибора. Отходящий нулевой провод подключается к нейтральной N шине, а фазные расходятся по автоматическим выключателям и комнатам квартиры.
Положительные свойства схемы:
Типовая схема 3 — вводное и групповые УЗО + прибор учета электроэнергии
Схема является усовершенствованной версией предыдущей. Выходы счетчика 2 и 3 подключаются на вход общего УЗО. Затем фазный провод с защитного устройства подсоединяется на автоматический выключатель. Нулевой же с УЗО идет на N шину. Далее L провод с автомата раскидывается по отдельным для каждой комнаты устройствам защиты. Их может быть неограниченное количество. Но обычно не более 3-7 штук. Нулевой провод для группы защитных устройств берется с N шины.
Типовая схема 4 — только групповые УЗО
Схема отличается от предшествующей отсутствием вводного УЗО с высоким током срабатывания. L и N проводники от счетчика поступают на групповые автоматы и общую шину нейтрали. Ток срабатывания автоматов подбирается под каждую конкретную комнату или цепь. Например, для освещения он самый низкий всего в несколько ампер, а для розеток на кухне самый высокий порядка 32 А. Затем фазный провод поступает на групповые защитные устройства. Их ток срабатывания отстраивается также исходя из потребителя. Его значение лежит в диапазоне 10-50 мА.
Из плюсов схемы отмечаются:
Минусы подобной схемы:
Подключение устройства защитного отключения к двухфазной сети
Случай экзотический. От двухфазных сетей электроснабжения отказались в начале ХХ века. Шанс столкнуться с ними у современного электрика стремится к нулю. О подключении УЗО к двухфазной сети стоит подумать в формате факультатива.
Каждый полюс розетки является фазным. Он имеет потенциал относительно земли, равный примерно 127 вольт. Схемы подключения устройств защитного отключения аналогичны однофазным. Но автоматический выключатель необходимо монтировать на каждую из двух приходящих фаз. Разумеется, исключено подключение одного из питающих проводов на заземление или корпус электрощитка.
Дополнительная информация. Двухфазное электроснабжение жилых домов ушло в прошлое. Однако у многих современных маломощных трансформаторов обмотка рассчитана от 380 В. Она работает от 2 фаз. Обычно это трансформаторы собственных нужд в промышленном оборудовании. Устанавливать для них отдельное УЗО нецелесообразно.
Подключение к трехфазной сети
Трехфазное питание на 380 В используется на заводах и в небольших мастерских. От них питаются станки, различные печи и асинхронные двигатели (лифт). Установка УЗО в трехфазной сети ничем принципиально не отличается от однофазной. Разница кроется только в количестве выводов у защитного прибора. У трехполюсного УЗО 8 контактов для подсоединения кабелей. Четыре входящих L1, L2, L3 и N и 4 исходящих с аналогичной маркировкой.
При подключении возможна путаница в проводах. Чтобы разобраться в цветовых и буквенных маркировках, достаточно знать простые соотношения из таблицы.
| Российские обозначения | Европейские обозначения | ||
|---|---|---|---|
| Фаза А | Желтый | L1 | Коричневый |
| Фаза B | Зеленый | L2 | Черный |
| Фаза C | Красный | L3 | Серый |
| Нулевой провод | Синий (голубой) | N | Синий (голубой) |
| Заземляющий провод | PE | Зелено-желтый | |
Вводное трехфазное УЗО + отдельные групповые
Устройство устанавливается после вводного трехполюсного автомата. Через него проходят три проводника питающей сети. Затем они идут непосредственно на УЗО. Подключение осуществляется с учетом маркировки. Клемма L1 на выходе автомата соединяется с L1 на защитном устройстве, L2 с L2 и так далее.
После вводного трехфазного УЗО провода следуют на групповые автоматы. Нулевая жила подключается на общую N шину. В идеале она имеет голубой цвет. Затем фазные провода с автоматов подключаются на однополюсные групповые УЗО и расходятся по потребителям.
Вводное защитное устройство + трехфазный счетчик
Схема схожа с предшествующей. Однако в этом случае добавляется трехфазный счетчик электроэнергии. Он имеет 8 выводов, предназначенных для подключения 3 фаз и нуля. Прибор учета монтируется на выход вводного автомата. После счетчика следует трехфазное УЗО. За ним — групповые однополюсные автоматы и устройства защитного отключения.
Правила подключения
Для самостоятельной установки устройства защитного отключения следует придерживаться ряда правил. Наиболее важные из них следующие:
Как проверить УЗО за 30 секунд
Устройство защитного отключения отвечает за здоровье и безопасность людей, поэтому периодически его следует проверять на исправность. Для этого на приборе предусмотрена кнопка «test». Если при ее нажатии УЗО выбивает, то оно считается исправным.
Автомат с кнопкой “тест”
Существует и другая более надежная методика проверки. Для нее необходимо подключить резистор между заземлением и фазным проводом розетки. Сопротивление резистора подбирается исходя из закона Ома и тока срабатывания УЗО. Способ крайне опасный для испытателя. Его не рекомендуется использовать людям, которые не имеют образования и опыта работы электриком.
Правила безопасности при установке УЗО, счетчиков и автоматов
Подключение УЗО осуществляется с соблюдением правил безопасности. От них зависит ваша жизнь и здоровье. Основные принципы безопасного монтажа таковы:
Обратите внимание! Устройство защитного отключения фиксируется на DIN рейку. Это заметно упрощает процесс монтажа. Если в щите изначально нет плашки для крепления DIN устройств, то ее придется докупить дополнительно. Многие люди при покупке УЗО и автоматов забывают подумать о том, на что будут их крепить.
При выборе УЗО следует учесть номинальный ток, который оно способно пропустить. Для обычной квартиры достаточно 16-32 А. Другой критерий подбора — ток срабатывания (IDn). Если УЗО должно защищать человека от поражения электрическим током, то необходимо ставить устройство на 10-30 мА. Если цель — спасти от пожара, нужный номинал равен порядка 100-300 мА.
Устройство защитного отключения устанавливается со снятием напряжения. Не нужно выполнять работу своими руками, если нет опыта по сборке схем. После запуска устройство желательно проверить нажатием кнопки «test».
