Быстродействие современных УЗО

Классификация и характеристики УЗО.

Рассмотрим типы УЗО по виду тока и времени срабатывания.

УЗО типа АС – устройство защитного отключения, реагирующее на переменный синусоидальный дифференциальный ток, возникающий внезапно, либо медленно возрастающий. Бюджетный вариант. Не реагирует на пульсирующий постоянный ток утечки, возникающий в схемах, где используются импульсные источники питания.

УЗО типа А – устройство защитного отключения, реагирующее на переменный синусоидальный дифференциальный ток и пульсирующий постоянный дифференциальный ток, возникающие внезапно, либо медленно возрастающие. Рекомендуется использовать практически во всех обычных случаях, но они значительно дороже варианта АС.

Обозначения представлены в табл. 8.2.
Обозначение основных типов УЗО                                                                Таблица 8.2

	АС-тип устройства защитного отключения – размыкание последует в случае, если разностный синусоидальный ток внезапно возникает или медленно увеличивается.
	А-тип устройства защитного отключения – размыкание гарантировано в случае, если синусоидальный или пульсирующий разностный ток внезапно возникает или медленно увеличивается.

УЗО типа В – устройство защитного отключения, реагирующее на переменный, постоянный и выпрямленный дифференциальные токи. Реагирует на утечку даже постоянного тока!

УЗО типа S – устройство защитного отключения, селективное (с выдержкой времени отключения). Задержка на срабатывание УЗО типа Sсоставляет 200-300 мс (0,2-0,3 с). Применяется в сетях, где предусматривается каскадное включение устройств, при котором головное УЗО должно срабатывать в последнюю очередь, а также в сельской местности в районах с высокой грозовой активностью (у такого УЗО намного ниже вероятность ложных срабатываний).

УЗО типа G – то же, что и типа S, но с меньшей выдержкой времени, составляющей 60-80тмс (0,06-0,08 с). Используется в случаях последовательного каскадного включения устройств вместе с УЗО S, чтобы головное УЗО (типа S) срабатывало в последнюю очередь.

Рассмотрим теперь разновидности УЗО по номинальному напряжению и номинальному току нагрузки.

Номинальное напряжение Un = 380 В для четырехполюсных и Un = 220 В для двухполюсных УЗО.

Примечание.

Допустимо применение четырехполюсных УЗО в режиме двухполюсных, т.е. в однофазной сети, при условии, что изготовитель обеспечивает нормальное функционирование тестовой цепи при этом напряжении.

Нормами установлен также диапазон напряжений, в котором УЗО должно сохранять работоспособность. Это имеет принципиальное значение лишь для «электронных» УЗО, функционально зависимых от напряжения питания (табл. 8.3).

Подбор УЗО в зависимости от номинала защитного автомата                 Таблица 8.3

Примечание.

Теоретически, разрешено иметь номинальный ток нагрузки УЗО равным или на ступень выше номинального тока последовательного защитного устройства. Если УЗО и автоматический выключатель имеют равные номинальные токи, то при протекании тока, превышающего номинальный, например, на 45%, т.е. тока перегрузки, этот ток будет отключен автоматическим выключателем за время до одного часа. Это означает, что этот период времени УЗО будет перегружено.

Рассмотрим разновидности УЗО по номинальному отключающему дифференциальному току IDn (по уставке) и номинальному неотключаемому дифференциальному току IDn0.
Номинальный отключающий дифференциальный ток IDn (то уставки) выбирается из следующего ряда: 6 мА, 10 мА, 30 мА, 100 мА, 300 мА, 500 мА.

Примечание.

Реальное значение тока отключения определяется еще и номинальным неотключающим током утечки IDn0 и находится ниже уровня уставки, поскольку номинальный неотключающий дифференциальный ток IDn0 УЗО, обычно, равен половине значения тока уставки: IDn0=0,5 IDn.

Каждое конкретное устройство имеет, как правило, определенное стабильное значение отключающего тока, находящееся в указанном диапазоне.

Совет.

Чтобы избежать ложных отключений, следует учитывать данное обстоятельство и сопоставлять реальное значение отключающего тока с нормальным «фоновым» током утечки в защищаемой электросети.

Уставку УЗО для каждого конкретного случая применения, теоретически, выбирают с учетом следующих факторов:

• Значения существующего в данной электросети суммарного (с учетом присоединяемых стационарных и переносных электроприемников) тока утечки на землю – так называемого «фонового тока утечки»;
• Значения допустимого тока через человека на основе критериев электробезопасности;
• Реального значения отключающего дифференциального тока УЗО, которое в соответствии с требованиями ГОСТ Р 508807-94 находится в диапазоне 0,51IDn...IDn.

Примечание.

Согласно требованиям ПУЭ (7-е изд., п. 7.1.83) номинальный дифференциальный отключающий ток УЗО должен быть не менее чем в три раза больше суммарного тока утечки защищаемой цепи электроустановки – ID. То есть: IDn>=3ID.

Примечание.

При отсутствии фактических (замеренных) значений тока утечки в электроустановке ПУЭ (п. 7.1.83) 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.

Рекомендуемые значений IDn (уставки) УЗО для диапазона номинальных токов 16-80 А представлены в табл. 8.4.

В некоторых случаях для определенных потребителей значение уставки задается нормативными документами. В ГОСТ Р 50669-94 применительно к зданиям из металла или с металлическим каркасом задается значение уставки УЗО не выше 30 мА.

Рекомендуемые значения IDn (уставки) УЗО
Для диапазона номинальных токов 16-80 А                                                 Таблица 8.4

Рекомендуемые значения IDn (уставки), мА

Временные указания предписывают:

• для сантехнических кабин, ванных и душевых устанавливать УЗО с током срабатывания: 10 мА, если на них выделена отдельная линия; в остальных случаях, (например, при использовании одной линии для сантехнической кабины, кухни и коридора) допускается использовать УЗО с уставкой 30 мА (п. 4.15);
• в индивидуальных жилых домах для групповых цепей, питающих штепсельные розетки внутри дома, включая подвалы, встроенные и пристроенные гаражи, а также в групповых сетях, питающих ванные комнаты, душевые и сауны УЗО с уставкой 30 мА;
• для устанавливаемых снаружи штепсельных розеток УЗО с уставкой 30 мА (п. 6.5).

В ПУЭ (7-е изд. п. 7.1.84) рекомендуется для повышения уровня защиты от возгорания при замыканиях на заземленные части на вводе в квартиру, индивидуальный дом и тому подобное установка ПОЖАРНЫХ УЗО с током срабатывания до 300 мА.

Внимание.

УЗО с уставкой свыше 30 мА людей не защищает.

Нейтральный провод не должен быть заземлен после УЗО (в контуре «под защитой УЗО»), он может быть заземлен до УЗО, но не после.

Существует нагрузки, т.е. электрические устройства, которые не будут работать в схеме с УЗО (нечасто, но встречаются). Так, если за (после) УЗО установлен настоящий (неполупроводниковый, не «авто»=гальванически развязанный) трансформатор, то никакое УЗО на утечки из вторичного контура трансформатора работать не будет.

Совет.

Если УЗО с уставкой 10 мА срабатывает, то можете попробовать УЗО с уставкой 30 мА (но не выше, иначе оно не будет защищать человека).

Рассмотрим разновидности УЗО по степени защиты от воздействия окружающей среды и температурному режиму эксплуатации.
Чем выше номер в кодировке IP (Ingress Protection, защита о проникновения), тем выше класс защиты (табл. 8.5).

Расшифровка кодировки IP                                                                             Таблица 8.5

По степени защиты от воздействия окружающей среды обычное исполнение УЗО – IP 20. Встречаются также УЗО специального исполнения – IP 40. При более высоких требованиях по степени защиты УЗО должны устанавливаться в защитный кожух.

УЗО обычного исполнения имеют диапазон рабочих температур от -5 до 40 С. В специальном исполнении – для диапазона температур от -25 до 40 С на УЗО наносится знак <-25>.

Рассмотрим дополнительные характеристики УЗО, показатели качества устройства. Номинальный ток короткого замыкания Inc – один из основных параметров УЗО, характеризующий, прежде всего, качество изделия. Указанное заводом-изготовителем значение этого параметра проверяется при сертификационных испытаниях устройства. Смысл испытания заключается в определении термической и электродинамической стойкости изделия при протекании сверхтоков.

При испытании на специальном стенде создается цепь из мощного источника и нагрузки, обеспечивающая протекание заданного сверхтока из ряда: 3; 4,5; 6; 10 кА. Испытательный ток не достигает заданного значения, поскольку отключается ранее последовательно включенным защитным аппаратом с нормированной уставкой.

Как правило, для этой цели применяются плавкие вставки в виде серебряных проводников калиброванного сечения. Значение Inc, как важнейшего параметра, УЗО, должно обязательно быть приведено на лицевой панели устройства, или в сопроводительной технической документации на УЗО.

Для УЗО типов S и G (с задержкой срабатывания) предъявляются повышенные требования по данному параметру, поскольку предполагается, что, во-первых, УЗО этого типа устанавливается на головном участке сети, где токи короткого замыкания, естественно, выше, во-вторых, такие устройства, имея задержку по срабатыванию, могут находиться под воздействием аварийных токов более продолжительное время.

Номинальный дифференциальный ток короткого замыкания IDc – параметр аналогичен рассмотренному в Inc. Главным отличием является то, что сверхток протекает по одному проводнику УЗО и испытания проводятся при включении испытательного тока поочередно по отдельным полюсам УЗО.

Предельное значение неотключающего сверхтока Inm – данный параметр характеризует способность УЗО не реагировать на симметричные токи короткого замыкания и перегрузки. Является важным показателем качества устройства. Неправильно считать, что это ток, при котором УЗО должно производить отключение. Нормативы определяют минимальное значение неотключающего тока, равное шестикратному значению номинального тока нагрузки, т.е. Inm = 6In. Максимальное значение неотключающего сверхтока не нормируется и может иметь значения, намного превышающие 6In.

Номинальная включающая и отключающая способность (коммутационная способность) Im. Коммутационная способность зависит от качества исполнения устройства, качества силовых контактов, мощности пружинного привода, материала (пластмассовых или металлических деталей) и качества механизма, наличия дугогасящей камеры и др. Этот параметр в значительной степени определяет надежность УЗО.

В некоторых аварийных режимах УЗО должно осуществить отключение сверхтоков, опережая автоматический выключатель, при этом оно должно сохранить свою работоспособность.

Номинальная включающая и отключающая способность по дифференциальному току IDm. Данная характеристика аналогична рассмотренной выше Im с той разницей, что предполагается протекание дифференциального сверхтока, например, при коротком замыкании на корпус электроприбора в системе TN-C-S.