По правилам проектирования электроустановок и нормам пожарной безопасности электросеть на входе в квартиру или коттедж должна иметь противопожарное УЗО. Это обычный дифференциальный выключатель, только имеющий более высокое значение тока утечки, нежели классические устройства защиты от поражения электротоком.
При выборе подобного прибора, предназначенного для предотвращения пожара, необходимо соблюсти ряд условий. Его установка также предполагает выполнение специфических требований электромонтажа.
Давайте разберемся в особенностях работы этого устройства, сфере его применения и ключевых особенностях на которые нужно обратить внимание выбирая это оборудование.
Общие функции дифференциального выключателя
В бытовых и промышленных электросетях используют несколько типов защитных устройств, предназначенных для предотвращения пожаров и поражения людей электротоком. Все они рассчитаны на срабатывание при поломках в электроустановках или пробое изоляции проводки.
Принцип работы, элементы внутри и контролируемые характеристики у них разные. Однако задача везде одна – при возникновении проблем быстро разорвать цепь питания.
Нельзя путать УЗО и дифавтомат, устройство и функционал у них различаются. Первый аппарат контролирует исключительно возникновение тока утечки, а второй еще и рассчитан на срабатывание при коротких замыканиях и перегрузках в сети
УЗО (дифференциальный выключатель) – это электротехнический прибор, разрывающий линию электропитания при появлении высокого тока утечки. Последний возникает при пробое изоляционного слоя в различных тепловых электронагревателях и проводах.
Если в этот момент человек прикоснется к корпусу сломавшегося оборудования, то электроток пойдет через него в землю. А это чревато тяжелыми травмами. Чтобы не допустить подобного, в цепь и ставится устройство защитного отключения (автоматический выключатель дифференциального тока).
Состоит УЗО обычное и противопожарное из:
- корпуса;
- трансформатора с тремя обмотками;
- реле ЭДС.
В нормальном рабочем состоянии проходящий через трансформаторные обмотки электроток формирует магнитные потоки с разными полюсами. Причем при их сложении получается итоговый ноль. Реле в таком состоянии находится в закрытом состоянии и пропускает ток.
Но при появлении утечки баланс на обмотках нарушается. На это и реагирует рассматриваемый автоматический переключатель, размыкая цепь. В результате напряжение в сети пропадает – сломавшийся электроприбор обесточен, а человеку ничего больше не угрожает. Срабатывание УЗО происходит буквально за несколько миллисекунд.
Источником пожара электрооборудование становится при:
- коротких замыканиях;
- перегрузках в сети и/или самой электроустановке;
- сверхнормативных утечках, связанных с деградацией изоляции.
В первых двух случаях защитное отключение производится дифавтоматом (тепловым электромагнитным расцепителем) либо путем перегорания предохранителя. Для третьей ситуации как раз и существует рассматриваемое УЗО по дифференциальному току. Есть еще специальные устройства контроля изоляции, но они дороги и в квартирных или домовых щитках устанавливаются редко.
Стандарты
Как упоминалось выше, требования к УЗО приведены в различных ГОСТах. Действие пакета относящейся к УЗО-Д документации охватывает используемые в защите от поражения током и негативных последствий утечки приборы переменного тока с напряжениями до 440 В и силой до 200 А. Среди этих документов:
- ГОСТ Р 50807-95 — классифицирует, приводит характеристики УЗО и содержит проверочные мероприятия и методики;
- ГОСТ Р 30331.3 — определяет правила применения.
Стандарты аналогичны международно принятым и несут всю необходимую информацию. Отметим, что ГОСТ Р 50807-95 относит к УЗО-Д только механические электрокоммутационные приборы/комплексы.
Как УЗО способно предотвратить пожар?
При электротравмах искр, способных вызвать возгорание, не образуется. Но пожар при возникновении тока утечки все же может произойти. Дело в проводке и электротоке, проходящем по кабелям. Изначально жилы рассчитаны на строго определенные величины напряжения. Если эти параметры выходят за проектные нормы, то недолго и до появления открытого огня.
Если через прорванную изоляцию начинается мощная утечка электрического тока, то металл проводов, не рассчитанный на подобное, начинает слишком сильно греться – это приводит к расплавлению изоляционной оплетки и нагреву окружающих предметов
Задача противопожарного УЗО заключается в контроле этой ситуации и недопущении перегрева проводки. Если изоляция повреждена и образовался ток утечки, то защитное устройство просто отключает проблемную линию от сети. При наличии в цепи дифференциального выключателя дело до слишком сильного нагрева металла жил и возникновения огня даже не доходит.
Электроток утечки в пределах 300–500 мА и напряжении 220 В – это выделяемое тепло, равное теплу, образующемуся от зажженной бытовой зажигалки. Подобное тепловыделение неизбежно приводит к воспламенению проводки и всего поблизости.
Основная функция рассматриваемого класса УЗО – это не защита человека, а повышение пожарной безопасности. Чтобы предотвратить поражения электротоком, после противопожарных устройств защиты в цепь ставятся обычные приборы меньшего номинала по току утечки.
Функционально противопожарное УЗО защищает:
- Вводный кабель перед собой.
- Проводку линии потребителей после себя.
- Подключенное электрооборудование, когда при сбоях не срабатывает расположенный ниже стандартный дифференциальный выключатель.
Противопожарное УЗО – это часть каскадной защиты электросети 220 В. Оно не используется в системах задымления и мониторинга за пожарами. В них подобных защитных устройств, наоборот, присутствовать не должно. При определенных раскладах они могут отключить такую систему контроля, что совершенно недопустимо.
Описание прибора и его разновидности
Все модели, представленные сегодня на рынке рассчитаны на монтаж в шкафу управления нагрузкой или на электрощите, оборудованном DIN рейкой. УЗО делятся на несколько типов, в зависимости от вида необходимой защиты. Ниже на рисунке показаны обозначения на корпусе УЗО.
По роду тока бывают:
- Тип «АС» — они могут разъединять цепь как при возникновении мгновенной утечки, так и при ее плавном нарастании.
- Тип «А» схож с предыдущим, но отличается наличием узла, который контролирует постоянный ток, из-за чего его стоимость значительно выше.
- Тип «В» способен обнаружить утечку как постоянного и переменного токов, так и выпрямленного, благодаря чему его применяют на производственных предприятиях, а для бытовых нужд он нецелесообразен, по причине высокой стоимости. Если требуется защита в цепи частного дома или квартиры, в случае работы дорогостоящих приборов и оборудования, многие производители рекомендуют установку именно УЗО типа «А».
По выдержке времени срабатывания различают:
По принципу срабатывания бывают электромеханические и электронные:
- Первые срабатывают под действием самого тока утечки
- Вторые имеют электронную схему и требуют дополнительного источника питания для своей работы.
По числу полюсов УЗО разделяются:
- Двухполюсные (однофазные).
- Четырехполюсные (трехфазные).
Критерии выбора оборудования
Существующие УЗО подразделяются на однофазные и трехфазные. В быту применяются только первые устройства. В квартиру и частный дом от электрического щитка практически всегда идет линия в одну фазу. Дифференциальный выключатель для этого применяется с двумя клеммами (ввод плюс вывод), тогда как у трехфазных аналогов зажимов для проводов четыре.
Все УЗО разделяются по типу тока утечки на три группы: «А», «В» и «АС». Для противопожарных нужд следует брать вариант «АС» (только под переменный электроток), «А» и «В» стоят дороже, так как рассчитаны дополнительно на работу с пульсирующими и выпрямленными токами
Устройства защитного отключения бывают:
- электронными;
- электромеханическими.
Первые дороже, но менее надежны. Практически во всех случаях противопожарное УЗО лучше всего брать именно электромеханического класса. Такому выключателю не нужно внешнее питание. Электронный аналог при обрыве питающей линии перестает работать и следить за повреждениями изоляции. Плюс во время скачка напряжения у него повышается время срабатывания.
Два главных критерия выбора противопожарного УЗО – это селективность устройства (наличие в нем возможности установки задержки отключения) и высокий параметр тока утечки (100–300 мА). Если одно из этих условий не выполнено, то система из защитных аппаратов в электрощите не станет работать, как положено.
УЗО селективного типа обозначается в маркировке на корпусе буквой «S», именно его нужно устанавливать в качестве противопожарного элемента каскада (оно на отключение срабатывает с выставленной временной задержкой)
По нормам противопожарное УЗО должно отличаться минимум в три раза в большую сторону от нижерасположенного обычного по:
- току утечки;
- времени срабатывания.
Если разница по этим параметрам менее трех раз, то при срабатывании нижестоящего дифференциального выключателя среагирует на отключение контура и противопожарное устройство. В результате будет сложнее выяснить причину отключения, а без питания останутся все потребители в параллельных линиях, на которых проблем нет.
В идеале каскадная схема из различных УЗО должна работать так, чтобы при возникновении проблем реагировало только то устройство, которое расположено ближе всего к месту пробоя изоляции. При таком раскладе отключается лишь защищаемая цепь. Остальные продолжают оставаться под напряжением.
С требованием высокого параметра тока утечки ситуация следующая. У обычных УЗО он подбирается в пределах 10–40 миллиампер. Рабочий электроток (максимум потребления подключенными в линию электроприборами) в данном случае достигает 16–40 А. Для освещения и розеток с бытовыми приборами этого вполне достаточно.
Однако в любой электрической сети присутствуют естественные утечки. В проекте внутриквартирной или внутридомовой энергосистемы их специально рассчитывают, чтобы правильно подобрать УЗО. Они не должны превышать 1/3 от тока утечки выбранного дифференциального выключателя для конкретной линии. Иначе защитное устройство будет на регулярной основе ложно срабатывать.
По правилам противопожарное УЗО ставится сразу после электросчетчика на входе в дом, на нем суммируются естественные утечки по электротоку со всей подключенной в жилище бытовой техники
Если защитное устройство выбрать, как для обычного случая, на 10–40 мА, то электросеть постоянно будет отключена. Фактически непрерывно УЗО станет фиксировать утечки, срабатывая на выключение питания во всех линиях электроснабжения дома.
Подключение УЗО с заземлением
В зависимости от конфигурации электрической сети, в которой будет производиться установка УЗО, следует выбирать и само устройство. Важно обратить внимание на наличие в цепи проводника PE (отдельный защитный проводник, предназначенный для защитного заземления электрической цепи). Такой провод присутствует в большей степени в новостройках. В зданиях, построенных в годы Советского Союза применялась схема PEN, при которой защитный проводник совмещался с нулевым проводом. Вариант установки с заземлением более предпочтителен, так как защита человека и электроприборов в данном случае будет более эффективной – цепь разъединится сразу в момент возникновения утечки тока. Схема подключения показана ниже:
Тогда как при подключении УЗО в сети с PEN схемой отключение произойдет только при соприкосновении с опасным прибором.
Перед непосредственным монтажом следует выяснить, какой тип заземления используется в цепи. Если нейтраль источника питания имеет глухое заземление, то такая схема называется TN. Одной из разновидностей такой схемы является TN-C — это схема, при которой нулевой рабочий и нулевой защитный проводники совмещены в едином проводе на протяжении всей цепи. Это самая распространенная схема, из-за своей простоты и низкой стоимости. Но у данной схемы есть и свой недостаток – если произойдет обрыв PEN проводника, а корпус электроприбора будет иметь при этом свое собственное заземление, то использование такого прибора станет опасным, так как весь потенциал перейдет на корпус, и на нем возникнем напряжение, равное напряжению в электрической цепи.
«Некоторые электрики по неопытности применяют перемычку между нейтралью и клеммой для заземления в розетке – это также неправильно и может привести к поражению электричеством, даже если в цепи будет установлено устройство защиты. При обрыве PEN провода УЗО не сработает, а на корпусе электрических приборов появится напряжение, которое может привести к поражению. Спасти человека в данном случае сможет только случайность – если он в момент прикосновения к корпусу прибора будет также соприкасаться с заземляющим контуром, таким как водопроводная труба или система отопления».
При подключении УЗО также применяется схема TN-S, при которой нулевой защитный проводник подключается отдельно, а его объединение с нейтралью происходит только в источнике питания, что дает максимальную защиту электроприборов и практически исключает возможность поражения электрическим током для человека. При данной схеме, даже при обрыве одного из проводов (N или PE), приборы в цепи продолжат функционировать, а на их корпусах не появится напряжение, так как потенциал перейдет на оставшийся провод. Даже при обрыве обоих проводов цепь и приборы останутся безопасными для человека, в таком случае просто произойдет обесточивание.
Схемы установки защитного выключателя
УЗО не рассчитано на отслеживание перегрузок в электросети, поэтому его обязательно надо ставить вместе со стандартным «автоматом» – автоматическим выключателем. Так защита выйдет полной по всем проблемным направлениям.
Стандартная схема подключения защитных устройств в электрощите выглядит следующим образом:
- Первым на входе идет автомат.
- Затем ставится счетчик электроэнергии.
- Потом подключается противопожарное УЗО (на 100–300 мА).
- После производится разделение цепи на несколько отдельных линий потребления с УЗО от поражения током (на 10–40 мА).
В некоторых схемах первый автоматический выключатель меняют на выключатель-пакетник, а менее мощные автоматы потом ставят на потребительских линиях. Такой вариант также не противоречит правилам.
Галерея изображений
Фото из
ОБщая схема подключения однофазного УЗО
Различия между противопожарными и обычными УЗО
Дифференциальный выключатель по току и автомат
Монтаж защитного устройства в разных электросетях
При подключении проводов важно следить, чтобы выходы с УЗО не оказались объединены на общем нуле и вообще нигде не пересекались с иными нулевыми жилами или корпусом щитка. После этого защитного устройства линия должна сразу идти на другое УЗО либо автомат, а потом сразу к потребителям.
После завершения монтажа необходимо проверить правильность сборки всей схемы и работоспособность защитного устройства.
Сначала в розетку включается какая-нибудь техника для появления в сети нагрузки и подается напряжение. Если все правильно и изоляция везде цела, то никаких срабатываний УЗО произойти не должно
Затем проверяется сам дифференциальный выключатель. Для этого на большинстве УЗО есть кнопка «Т» («ТЕСТ»). При ее нажатии происходит имитация расчетного тока утечки, в результате которого защита должна штатно сработать. Причем тестирование должно работать независимо от того, есть нагрузка или нет.
Если при нажатии на «ТЕСТ» УЗО не отключило линию, то оно неисправно. Возможна ситуация, когда сломался контур имитации утечки. В этом случае устройство защиты будет продолжать выполнять свои функции, как в нем заложено. Однако даже такой выключатель лучше сразу заменить. Подобную проверку рекомендуется производить раз в месяц.
Параметры УЗО
По каким основным параметрам характеризуется УЗО? Два важнейших из них это:
- ⚡
номинальный дифференциальный ток отключения (или ток утечки) - ⚡
номинальный ток нагрузки
В сетях 220-380В домашней эл.проводки, чтобы защитить человека от воздействия эл.тока, применяется УЗО с чувствительностью или дифф. током отключения 10мА и 30мА. Дабы защититься от пожара требуется выбрать УЗО с чувствительностью 100мА и более.
Если у вас дома всего одна или две группы эл.проводки, можно установить одно УЗО на ток 30мА.
Оно будет играть роль как противопожарного, так и будет способно защитить вас от поражения эл.током.
Зачем нужен
Монтаж таких устройств необходим по нескольким причинам. Главным образом, он был разработан для защиты. Отчего? Во-первых, УЗО защищает людей от поражения их током, особенно в тех случаях, когда в электроустановке существуют неисправности. Во-вторых, устройство срабатывает и отключает ток по причине случайного или ошибочного соприкосновения с токоведущими частями электроустановки, на случай когда происходит утечка тока. И, в-третьих, предотвращается воспламенение электропроводки в случае замыкания. Как видно из перечисленного, этот автомат на самом деле выполняет важнейшую функцию.
УЗО
Сегодня можно встретить дифференциальные автоматы, особенность которых заключается в объединении автоматического выключателя и УЗО. Их преимущество заключается в том, что в щитке они занимают меньше места. Во всех случаях при подключении все контактные соединения должны подводиться к нему не снизу, а только сверху. Одна из причин заключается в более эстетичном виде. Но существует куда более весомая причина. Дело в том, что УЗО способен снижать коэффициент полезного действия работы всех бытовых предметов. Более того, при ремонтных работах электрик не запутается, и ему не придется изучать сложные, запутанные схемы. Итак, теперь пришло время рассмотреть варианты подключения.
Особенности подключения
Очень важно знать, что при подключении устройства защитного отключения заземляющий кабель к нему не подводится. Многие люди, которые не имеют специальных познаний в области электротехники, считают, что защитный ноль должен быть соединен со всеми контактами подключенного к электрической сети оборудования
Это мнение ошибочно. Если замкнуть «землю» на рабочую нулевую жилу, то произойдет сбой в работе прибора.
Когда соединяют контакты силового кабеля с УЗО, необходимо внимательно следить за тем, чтобы четко соблюдалась полярность (иначе он не будет работать). Фазный провод должен быть подведен к соответствующему гнезду на приборе, точно также и «ноль». Чтобы их различать между собой следует обратить на цвета внешней оплетки каждой жилы. Цвет и маркировка позволяет узнать, какое предназначение у конкретного провода. Фаза обычно имеет красный цвет, иногда коричневый или белый. Рабочая нулевая жила – синий или голубой, а защитная нулевая – желтый, зеленый или желто-зеленый (продольные полоски вдоль оплетки).
На корпусе оборудования можно увидеть обозначения, которые определяют, какой тип провода нужно к ним подключить. Для фазы – «L», а для нулевой рабочей жилы – «N». Обычно к верхним клеммам подсоединяют счетчик энергоснабжения, а кабеля нагрузки соответственно к нижним точкам. При схеме, в которой учитывается подключение автоматических выключателей, также должна соблюдаться полярность – фаза к фазе, а ноль с нейтралью. Если в системе нет заземляющей жилы, тогда к распределительному щитку нужно подключить только два провода.
При правильном соблюдении полярности, прибор должен работать стабильно и быстро реагировать на изменение потенциалов в сети. Конечно же, все работы с электротехникой должны проводиться с обесточенной электрической линией. При монтажных работах необходимо соблюдать правила техники безопасности, а также соблюдать нормы пожарной безопасности. Также необходимо учитывать нормы ПУЭ. Чтобы обеспечить УЗО надежную защиту от попадания влаги, газов, огня, пыли и других внешних факторов, его помещают в корпус распределительного щитка. Он изготавливается из устойчивых материалов. При правильно эксплуатации прибор прослужит достаточно долго.
