Подключение Устройство защитного отключения (устройства защитного выключения) – общепризнанная в мировой практике мера увеличения электрической безопасности потребителей. Счёт спасенных Устройство защитного отключения жизней человека идет на миллион, а использование Устройство защитного отключения в сетях энергетического снабжения частных и многоквартирных домов для жилья, жилых массивов и объектов промышленности предохраняет миллиардный убыток от пожаров и аварий.
Но правило Галена: «Все есть яд и все есть лекарство» правильно не только в медицине. Снаружи простое, Устройство защитного отключения при бездумном или безалаберном использовании может не только ничего не не допустить, но и стать источником неприятностей. По аналогичности: кто-то выстроил Кижи одним топором, кто-то может им же кой-какой шалашик построить, а кому-то топор и в руки давать нельзя, отрубит себе что-нибудь. Так что начнем знакомиться с Устройство защитного отключения поосновательнее.
В первую очередь
Любой серьезный разговор об электричестве в первую очередь коснется правил электрической безопасности, и не напрасно. Переменный ток не несет заметных признаков опасности, действие его на организм человека развивается очень быстро, а результаты могут быть продолжительными и тяжёлыми.
Однако в этом случае речь пойдёт не об общих правилах производства работ по электромонтажу, которые и так прекрасно известны, а об ином: Устройство защитного отключения в старую советскую систему электропитания TN-C, в которой защитный проводник соединен с нейтралью, входит очень плохо. Долго было неясно, входит ли вообще.
Все издания ПУЭ определенно просят: в цепях защитных проводников не позволяется установка коммутирующих устройств. Формулировка и нумерация пунктов менялись от редакции к редакции, но сущность понятна, как говорят, и птице марабу. Но что делать с советами к использованию устройств защитного выключения? Они – коммутирующие устройства, и одновременно включаются в разрыв как фазы, так и НУЛЯ, который вместе с тем и защитный проводник?
Напоследок, в 7-й важной редакции ПУЭ (ПУЭ-7А; Правила устройства электрических установок (ПУЭ), 7 издание, с дополнениями и изменением, М. 2012) п. 7.1.80 все же поставил точки над i: «Не разрешается использовать Устройство защитного отключения, реагирующие на дифференциальный ток, в четырехпроводных трехфазных цепях (система TN-C)». Вызвано такое усиление, наперекор прежним советам, зафиксированными случаями электротравматизма ПРИ СРАБАТЫВАНИИ Устройство защитного отключения.
Поражение электрическим током из-за неправильного подсоединения Устройство защитного отключения
Объясним на примере: Домохозяйка за стиркой, в машине пробило на корпус Трубчатый нагреватель, как показано на рисунке жёлтой стрелкой. Потому как 220 В ток распределяет по всей длине Нагревательного элемента трубчатого типа, на корпусе окажется что-то около 50 В.
Здесь начинает действовать следующий фактор: электрическое сопротивление тела человека, как и любого электролизного проводника, зависит от приложенного напряжения. С его повышением сопротивление человека падает, и наоборот. Скажем, в ПТБ приводится полностью обоснованная расчетная величина в 1000 Ом (1 кОм), при потной распаренной коже или в состоянии опьянения. Но тогда при 12 В ток обязан быть 12 мА, а это больше неотпускающего (судорожного) тока в 10 мА. Кого-то когда-то колотило 12 В? Даже вдрызг пьяного в гидромассажных ваннах с морской водой? Наоборот, по тем же ПТБ 12 В – полностью безопасное напряжение.
При 50-60 В на мокрую распаренную кожу ток не превысит 7-8 мА. Это крепкий, болезненный удар, но ток меньше судорожного. Возможно, потребуется излечение от последствий, но до востановления с дефибрилляцией дело не дойдет.
А сейчас «защитимся» Устройство защитного отключения, не понимая сути дела. Его контакты размыкаются не очень быстро, а на протяжении 0,02 с (20 мс), и не полностью синхронно. С вероятностью в 0,5 первым разомкнется НУЛЕВОЙ контакт. Тогда, условно говоря, возможный резевуар Нагревательного элемента трубчатого типа со скоростью света (практически) наполнится до 220 В по всей его длине, и на корпусе окажется 220 В, а ток через тело пройдёт 220 мА (красная стрелка на рисунке). Менее чем на 20 мс, но 220 мА – это два с лишним очень быстро убивающих значения в 100 мА.
Так что же, в домах старой постройки Устройство защитного отключения устанавливать нельзя? Все же можно, но осторожно, с полным пониманием дела. Необходимо точно подобрать Устройство защитного отключения и правильно его присоединить. Как? Об этом будет рассказано дальше в соответствующих разделах.
Устройство защитного отключения – что и как
Устройство защитного отключения в электрике возникли совместно с первыми ЛЭП в виде релейной защиты. Назначение всех Устройство защитного отключения не меняется по сей день: отключать подачу электрической энергии при появлении опасной ситуации. Как указатель аварии в подавляющем большинстве Устройство защитного отключения (и во всех бытовых Устройство защитного отключения) применяется ток утечки – при его повышении сверх заданного предела Устройство защитного отключения срабатывает и размыкает цепь электрического питания.
Потом Устройство защитного отключения начали использовать в целях защиты от пробоя и загорания некоторых электрических установок. До поры, до времени, Устройство защитного отключения оставались «противопожарными», они реагировали на ток, исключающий зажигание дуги между проводами, менее 1 А. «Пожарные» Устройство защитного отключения выпускаются и используются по сей день.
Видео: что такое Устройство защитного отключения?
УЗО-Е (емкостные)
С появлением полупроводниковой электроники начались попытки создать Устройство защитного отключения домашние, предназначающиеся для защиты человека от поражения электрическим током. Они работали по принципу емкостного реле, реагирующего на реактивный (емкостный) ток смещения; человек при этом работает как антенна. На том же принципе возведен всем именитый индикатор-фазоуказатель с неонкой.
УЗО-Е владеют исключительно высокой чувствительностью (доли мкА), могут быть сделаны фактически очень быстро срабатывающими и полностью равнодушны к заземлению: малыш, стоящий на изолирующем полу и дотянувшийся пальцем до фазы в розетке, ничего не почувствует, а УЗО-Е его «почует» и отключит напряжение, пока он не уберет палец.
Но УЗО-Е имеют принципиальный недостаток: в них поток электронов тока утечки (ток проводимости) есть последствие появления электромагнитного поля, а не его причина, благодаря этому они очень восприимчивы к помехам. Нет теоретической возможности «обучить» УЗО-Е отличать небольшого шелапута, расковырявшего «интересную штучку», от заискрившего на улице трамвая. Благодаря этому УЗО-Е используются лишь иногда в целях защиты специального оборудования, объединяя прямые собственные обязанности с индикацией прикосновения.
УЗО-Д (дифференциальные)
«Вывернув» УЗО-Е «наоборот», удалось найти рабочий принцип Устройство защитного отключения «умного»: необходимо идти конкретно от первичного потока электронов, а утечку определять по разбалансу (разнице) полных токов в СИЛОВЫХ проводниках. Если от потребителя оттекает именно столько же, сколько к нему ушло, все в хорошо. Если пошёл разбаланс – где нибудь протекает, необходимо отключать.
Разница по-латыни differentia, по-английски difference, благодаря этому такие Устройство защитного отключения назвали дифференциальными, УЗО-Д. В однофазной сети нужно только сравнить величины (модули) токов в фазном проводе и нейтрали, а при подсоединении Устройство защитного отключения в трёхфазной системе электроснабжения – полные векторы токов всех трех фаз и нейтрали. Значительная характерность УЗО-Д – в любой схеме электрического питания защитный и другие проводники, не передающие потребителю мощность, должны пройти мимо Устройство защитного отключения, иначе неминуемы ложные срабатывания.
Для создания бытовых УЗО-Д понадобилось достаточно времени. Самое первое, необходимо было точно определить величину электрического тока разбаланса, неопасную для человека при времени влияния, равном времени срабатывания Устройство защитного отключения. УЗО-Д, настроенные на неощутимый или на меньший неотпускающего ток, оказывались большими, непростыми, дорогими, а наводки «ловили» лишь несколько хуже УЗО-Е.
Второе, необходимо было создать высококоэрцитивные ферромагнитные материалы для дифференциальных блоков питания, см. ниже. Радиоферрит совсем не подходил, не держал рабочую индукцию, а УЗО-Д с преобразователями электрической энергии на железе оказывались через чур небыстрыми: своя неизменная времени даже маленького железного преобразователя электрической энергии достигает 0,5-1 с.
УЗО-ДМ
Рабочий принцип дифференциального электромеханического Устройство защитного отключения
К 80-м годам исследования удачно закончились: ток по опытам на добровольцах подобрали 30 мА, а быстродействующие дифтрансформаторы на феррите с индукцией насыщения в 0,5 Тл (Тесла) дали возможность с вторичной обмотки снимать мощность, которой достаточно для непосредственного привода электромагнита размыкателя. В бытовых условиях возникли дифференциальные индукционные УЗО-ДМ. сейчас это очень востребованный вид бытовых Устройство защитного отключения, так что ДМ опускают, а говорят или пишут просто Устройство защитного отключения.
Дифференциальное электромеханическое Устройство защитного отключения работает так, см. рис с правой стороны:
- Без утечки токи в фазном и нулевом проводниках по известному из школьной физики правилу буравчика возбуждают в ферритовом кольце одинаковые по величине, но противоположно направлены магнитные потоки Ф1 и Ф2, которые подавляют друг друга. Результирующий магнитный поток в сердечнике Ф=0, и ЭДС намотанной на феррит вторичной обмотки равна нулю.
- При появлении утечки (скажем, при прикосновении человека к корпусу поломанной электрической установки, как на рисунке) один из токов начинает увеличиваться, в феррите появляется магнитный поток, наводящий во вторичной обмотке ЭДС.
- Под током от вторичной обмотки электромагнит оттягивает защелку контактуры размыкателя, и контакты под воздействием пружины размыкаются.
- Кнопкой «Тест», создавая искусственно разбаланс токов в Устройство защитного отключения, выверяют его трудоспособность; флажком или кнопкой с самофиксацией делают еще одно включение после срабатывания.
внешний вид трехфазного и однофазного Устройство защитного отключения
внешний вид с пояснениями обозначений на корпусе трехфазного и однофазного Устройство защитного отключения показан на рисунке сверху.
Примечание: кнопкой «Тест» Устройство защитного отключения положено выверять каждый месяц и при каждом повторном включении.
Электромеханическое Устройство защитного отключения оберегает лишь от утечки, однако его простота и «дубовая» надежность дали возможность соединить в одном корпусе Устройство защитного отключения и токовый защитный автомат. Для этого понадобилось только лишь сделать тягу фиксатора размыкателя двойной и завести ее в электромагниты токовый и Устройство защитного отключения. Так возник автоматический выключатель дифференциального тока, обеспечивающий полную защиту потребителей.
внешний вид дифавтомата (слева) и Устройство защитного отключения (с правой стороны)
Однако дифавтомат – не Устройство защитного отключения и автомат по отдельности, это необходимо отчетливо не забывать. Наружные различия (силовой рычажок, взамен флажка или кнопки повторного включения), как рисунке – это только внешность. Основное отличие Устройство защитного отключения от автоматического выключателя дифференциального тока проявляется во время установки Устройство защитного отключения в системах электропитания без защитного заземления (TN-C, независимое электрическое питание), см. ниже раздел про подключение Устройство защитного отключения без земли.
Главное: индивидуальное Устройство защитного отключения предназначается в целях защиты Лишь от утечки. Его минимальный ток демонстрирует, до какой его величины Устройство защитного отключения хранит трудоспособность. Устройство защитного отключения на номиналы 6,3 и 160 А с одинаковым разбалансом в 30 мА дают одинаковую защитная степень. В дифавтоматах ток отсечки автомата всегда меньше минимального тока Устройство защитного отключения, чтобы Устройство защитного отключения не сгорело при перегрузке сети.
УЗО-ДЕ
В этом случае «Е» значит не емкость, а электронику. УЗО-ДЕ делаются вмонтированными конкретно в розетку или электрическую установку. Разница токов в них улавливает полупроводниковый магниточувствительный датчик (датчик Холла или магнитодиод), его сигнал отделывается процессором, а цепь размыкает тиристор. УЗО-ДЕ, кроме компактности, имеют следующие хорошие качества:
- Высокая чувствительность, сравнимая с УЗО-Е, в комбинировании с помехоустойчивостью УЗО-ДМ.
- Как правило высокой чувствительности – способность реагировать на ток смещения, т.е., УЗО-ДЕ упреждающее, отключит напряжение, перед тем как оно кого-то ударит это не зависит от наличия заземления.
- Высокое быстродействие: для «раскачки» УЗО-ДМ нужен хотя бы один полупериод 50 Гц, т.е. 20 мс, и хотя бы одна опасная полуволна должна пройти через тело, чтобы УЗО-ДМ сработало. УЗО-ДЕ способно включаться при напряжении «пробойной» полуволны в 6-30 В и отсечь ее в зародыше.
Недостатки УЗО-ДЕ в первую очередь большая цена, свое потребление энергии (презренное, однако при падении напряжения сети УЗО-ДЕ может не сработать) и предрасположенность к отказам – электроника все же. За границей чипованные электроточки широко получили распространение еще в 80-х; в определенных государствах их применение в комнатах для ребенка и учреждениях в первую очередь согласно законодательству.
У нас УЗО-ДЕ пока мало известны, а напрасно. Пререкания папы с мамой по поводу затрат на электророзетку с «защитой от дурака» не сравнимы со стоимостью детской жизни, даже в том случае, если в квартире бесчинствует безнадежный вредина и баламут.
Индексы УЗО-Д
В зависимости от устройства и назначения к названию Устройство защитного отключения могут добавляться ключевые и добавочные индексы. По индексам можно создать заблаговременный подбор Устройство защитного отключения для жилой площади. Ключевые индексы:
- AС – срабатывают от разбаланса переменной составляющей тока. Делаются, в основном, противопожарными, на разбаланс 100 мА, т.к. не способны защитить от непродолжительной импульсной утечки. Дешевые и очень надежны.
- A – реагируют на разбаланс как переменного, так и пульсирующего токов. Главное выполнение – защитные на 30 мА разбаланса. Возможны ложные срабатывания/несрабатывания в системе TN-C во всяком случае, а в TN-C-S при неблагоприятном заземлении и/или наличии мощных потребителей с ощутимой своей реактивностью и/или импульсными блоками питания (ИБП): машина для стирки, климатический прибор, варочная панель, электродуховка, комбайн кухонный; в малой степени – посудомойка, компьютер, кинотеатр для дома.
- В – реагируют на ток утечки любого рода. Это либо промышленные Устройство защитного отключения «пожарного» типа на 100 мА разбаланса, либо установленные УЗО-ДЕ.
Добавочные индексы дают представление о добавочных практичных возможностях Устройство защитного отключения:
- S – селективное по времени срабатывания, оно изменяется в границах 0,005-1 с. Главная сфера использования – в энергоснабжении объектов, запитанных по двум лучам (фидерам) с автоматом ввода резерва (АВР). Регулировка времени срабатывания нужна, чтобы при пропадании ключевого луча успел сработать АВР. В бытовых условиях порой используются в дорогих поселках с коттеджами или домах. Все селективные Устройство защитного отключения – пожарные, на разбаланс 100 мА, и просят установки после себя защитных 30 мА Устройство защитного отключения на ток меньшей ступеньки, см. дальше.
- G – быстродействующие и сверхбыстродействующие Устройство защитного отключения с временем срабатывания 0,005 с и менее. Используются в детских, учебных, больницах и в остальных случаях, когда недопускается «проскок» хотя бы одной поражающей полуволны. Исключительно электронные.
Примечание: домашние Устройство защитного отключения очень часто не индексируются, а отличаются по исполнению и току разбаланса: индукционные на 100 мА – АС, они же на 30 мА – А, установленные электронные – В.
УЗО-Р
Практически безызвестная не профессионалам разновидность Устройство защитного отключения – не дифференциальные, срабатывающие по току в защитном проводнике (Р, РЕ). Используются в промышленности, в военной технике и в остальных случаях, когда покупатель выполняет крепкие помехи и/или имеет свою реактивность, способную «запутать » даже УЗО-ДМ. Могут быть как электромеханическими, так и электронными. Чувствительность и быстродействие для домашних условий – неудовлетворительны. В первую очередь очень качественное обслуживаемое заземление.
Подбор Устройство защитного отключения
Чтобы по правилам выбрать Устройство защитного отключения, индекса мало. Необходимо также узнать следующее:
- Приобретать отдельно Устройство защитного отключения с автоматом или дифавтомат?
- Выбрать или высчитать значение отсечки по экстратоку (перегрузке);
- Определить номинальный (рабочий) ток Устройство защитного отключения;
- Определить требуемый ток утечки – 30 или 100 мА;
- Если вышло, что для общей защиты необходимо «пожарное» Устройство защитного отключения на 100 мА, определить, сколько, где и каких требуется вторичных «жизненных» Устройство защитного отключения на 30 мА.
Отдельно или вместе?
В квартире с проводкой TN-C о дифавтомате можно не вспоминать: ПУЭ запрещает, а проигнорировать, так электричество само в скором времени напомнит. В системе TN-C-S дифавтомат обойдется не дорого 2-ух разных устройств, если назначена реставрация проводки. Если же токовый автомат уже стоит, то доступнее выйдет согласованное с ним по рабочему току индивидуальное Устройство защитного отключения. Писания на тему: Устройство защитного отключения с обыкновенным автоматом несовместимо – дилетантская несусветица.
