О применении УЗО типов А и S для защиты отдельных видов электроприемников

Опубликовано: 18 октября 2012 г. в 19:31, 2717 просмотров Комментировать

«В последние годы номенклатура устройств защитного отключения от дифференциальных токов (УЗО) заметно расширилась. Общей информации об УЗО достаточно много, а вот примеров конкретного их применения можно найти уже с большим трудом. Хотелось бы также увидеть в газете анализ необходимости применения УЗО в определенных ситуациях или на конкретных объектах».

Дмитрий ДОБРОНРАВОВ, г. Загорск

Давайте для начала вспомним, что по условиям функционирования устройства защитного отключения подразделяются на типы: АС, А, В, S, G.

АС — реагирует на ток утечки (переменный синусоидальный дифференциальный ток), возникающий внезапно либо медленно возрастающий; этот тип УЗО корректно реагирует лишь на токи утечки, имеющие симметричную форму кривой (табл. 1).

А — реагирует на переменный синусоидальный и пульсирующий постоянный дифференциальные токи, возникающие внезапно либо медленно возрастающие.

В — реагирует на переменный, постоянный и выпрямленный дифференциальные токи.

S — это УЗО типа АС, но с выдержкой времени отключения в пределах 0,13÷0,5 с, селективное.

G — то же, что и тип S, но с меньшей выдержкой времени.

Каждый тип УЗО имеет свою область преимущественного применения. Наиболее известны на данный момент УЗО типов АС и А, а также сравнительно недавно появившиеся УЗО типа S. УЗО типов В и G, как имеющие узкие области применения, мы рассматривать не будем.

О применении УЗО типов А и АС

Рассмотрим влияние формы кривой дифференциального тока на функционирование УЗО (табл. 1).

Первичным измерительным преобразователем УЗО является дифференциальный трансформатор тока. Его магнитопровод подобран так, что в рабочем диапазоне дифференциальных токов параметры УЗО сохраняются, если контролируемый ток имеет форму, близкую к симметричной (ГОСТ Р 51326.1). Если же в этом токе присутствует заметная постоянная составляющая (свыше определенного предела), то она начинает оказывать на магнитопровод подмагничивающее влияние и пара метры УЗО (уставки) оказываются под угрозой выхода из нормируемых пределов. Также нельзя забывать, что дифференциальный ток в сети может возникнуть не только из-за нештатной ситуации (нарушение изоляции, случайное прикосновение и т.п.), но и в нормальном режиме (нормальные токи утечки). Таким образом, если к защищаемому участку электрической сети подключено сравнительно много токоприемников, которые конструктивно содержат нелинейные элементы, порождающие существенную постоянную составляющую рабочего напряжения внутри этих устройств, то функциональная состоятельность УЗО типа АС оказывается под вопросом.

Дифференциальный трансформатор УЗО типа А специально рассчитан на пульсирующую форму кривой дифференциального тока, и его функциональность сохраняется во всем рабочем диапазоне значений дифференциальных токов, доля постоянной составляющей в которых не превышает характерной для наиболее распространенной для оборудования 220 В двухполупериодной схемы выпрямления однофазного напряжения (табл. 1). Поэтому такое УЗО способно защищать от поражения током как при практически симметричном, так и при существенно несимметричном — пульсирующем аварийном дифференциальном токе.

Таким образом, УЗО типа А целесообразно применять для защиты от поражения электрическим током в сетях с токоприемниками, имеющими в своем составе выпрямительные звенья. В последние годы количество таких устройств резко возросло и в быту, и на производстве — это импульсные источники питания, преобразователи различного назначения и т.д. По этой причине вероятности возникновения пульсирующего дифференциального тока и поражения им человека возросли, что послужило основанием для применения УЗО типа А.

Таблица 1 Осциллограммы токов в цепях с полупроводниковыми элементами с указанием возможности применения УЗО типов А или АС
Схема Осциллограмма IH Осциллограмма IΔ Тип УЗО
АС А
нет да
нет нет
нет нет
нет да
нет да
нет да
нет нет
да да
да да

В европейских странах в соответствии с требованиями электротехнических норм последние несколько лет ведется замена УЗО типа АС на тип А. В нашей стране также началось широкое внедрение УЗО типа А. Этот факт отражен, например, в п. 4.10 до сих пор действующих Временных указаний по применению УЗО в электроустановках жилых зданий (информационное письмо от 29.04.97 г. № 42-6/9-ЭТ): «В жилых зданиях, как правило, должны применяться УЗО типа А, реагирующие не только на переменные, но и на пульсирующие токи повреждений. Использование УЗО типа АС, реагирующих только на переменные токи утечки, допускается в обоснованных случаях». То есть применение УЗО типа АС допускается в случаях, когда заведомо известно, что в зону защиты УЗО не будут входить устройства с выпрямительными звеньями.

О применении УЗО типа S (селективные УЗО)

Представленные на рынке селективные УЗО, ввиду их достаточно большого тока срабатывания (от 100 мА и выше), предназначены для снижения вероятности возгорания при нарушении изоляции элементов сети. Выдержка же вре мени на отключение обеспечивает селективное действие защиты от дифференциального тока значительной величины (выше уставки срабатывания селективного УЗО), если он возникает в зоне действия УЗО нижней ступени. Выдержка времени для срабатывания УЗО нижней ступени необходима, чтобы не расширять зону аварийного отключения потребителей. Влияние постоянной составляющей нормальных токов утечки на такие УЗО крайне не значительно из-за высоких уставок срабатывания, и им можно пренебречь.


Рис. 1. Примерная схема построения
части внутридомовой сети многоэтажного
многоподъездного дома

Обычно УЗО типа S — это аппараты 2-й или даже 3-й ступени защиты от дифференциального тока, и защищают они не групповую, а распределительную или питающую сеть. Поэтому для их при менения должны учитываться как минимум два обстоятельства:

  1. защищаемая сеть нуждается в защите от дифференциального тока — как средстве снижения вероятности возгорания при нарушении изоляции;
  2. линии групповой сети, защищаемые с помощью УЗО 1-й ступени, и питающиеся от них токоприемники подвержены риску возникновения токов утечки свыше 100 мА.

Где рекомендуется применение УЗО типа S? Прежде всего это наружные электроустановки и сети, проложенные в помещениях с неблагоприятной средой (сырость, высокая температура с повышенной влажностью, химически агрессивная среда и т.п.). Это также электроустановки с повышенной вероятностью несанкционированного доступа к токоведущим частям.

Селективные УЗО имеет смысл ставить только на достаточно протяженные распределительные сети, которые требуют наличие собственной защиты от дифференциального тока. Соответственно в этажных щитках, где внутриквартирные сети защищены с помощью неселективных УЗО, устройства защитного отключения типа S устанавливать не нужно.

А вот линии подъездных стояков защищать необходимо: эти линии проходят не только по вертикальным межэтажным каналам, но и по техническому подполью здания, то есть по самым опасным в смысле развития пожара и распространения дыма местам. Для этого селективные УЗО должны находиться на внутридомовом ВРУ. Таким образом, селективные УЗО больших токов (на номинальный ток нагрузки 80–100 А с уставкой по дифференциальному току 100 и 300 мА) целесообразно применять для защиты линий, питающих этажные (групповые) щитки, если от этих щитков могут отходить линии, защищаемые неселективными УЗО.

Пример построения части внутридомовой сети многоэтажного многоподъездного дома с трехступенчатой защитой УЗО на базе аппаратуры IEK® приведен на рис. 1. Проводники РЕ и остальные фазы трехфазной сети на рисунке не указаны, чередование подъездов и этажей по фазам и линиям ВРУ — условное.


Рис. 2. Примерная схема
протяженных сетей в
неблагоприятных условиях

В этом примере на 1-й ступени применяются неселективные УЗО для защиты от косвенного прикосновения, на 2-й — неселективные УЗО для защиты от возгорания внутри квартир, а на 3-й — селективные УЗО для защиты от возгорания в подъездных стояках и техническом подполье.

Применение селективных УЗО на номинальный ток нагрузки 40–63 А с уставкой по дифференциальному току 100 или 300 мА в качестве УЗО 2-й или 3-й ступени может иметь смысл в протяженных сетях с распределительными магистралями, проложенными в неблагоприятных условиях (протяженные подполья, технические этажи, тоннели и т.п. — условный пример см. на рис. 2). Сюда же относятся защищаемые неселективными УЗО или дифференциальными автоматами временные сети стройплощадок.

Что касается любых УЗО с номинальным током нагрузки 32 А и менее, то на практике их стараются не применять, поскольку их разница в цене с УЗО на номинальный ток нагрузки 40 А незначительна, но при этом стойкость к сквозным сверхтокам значительно ниже.

Следует отметить, что при установке УЗО в головных точках сети резко повышается вероятность их срабатывания при случайных замыканиях нулевого провода на проводник РЕ даже при отключенном фазном проводе. Поэтому на групповых линиях в таких сетях требуется установка двухполюсных автоматов.

О применении УЗО для защиты компьютеров

Практика показывает, что компьютеры могут быть источниками повышенных токов утечки до величин, превышающих порог чувствительности человека. С другой стороны, эти токи утечки не обязательно являются аварийными и в таких случаях не должны приводить к отключению компьютеров. Рассматривая проблему обеспечения электробезопасности компьютеров, выделим две принципиально различные ситуации.

Первая — необходимость исключить опасность поражения электрическим током пользователя при одновременном отсутствии экономического ущерба при ложном отключении компьютера. Это случай учебных классов детских садов, школ и профессиональных училищ. Здесь представляется обоснованным применение УЗО типа А с током отключения 30 мА, а для отстрой ки от нормальных токов утечки к одному УЗО следует подключать не более 3–5 компьютеров.

Вторая — вынужденное подключение компьютеров к питающей сети с изношенной изоляцией и в помещениях с повышенной опасностью. Этот вариант встречается при размещении офисов в помещениях старых зданий. Здесь также целесообразно повысить уровень электробезопасности за счет применения УЗО типа А с током отключения 30 мА, но одновременно необходимо применение ИБП.

В остальных случаях, исходя из соображений надежности, электробезопасности и гигиены труда, предпочтительнее применять иные устройства контроля состояния заземления компьютеров и потенциала на их корпусах.

Лев Лерман, инженер-электрик,
г. Нижний Новгород

Информация о компании

Группа компаний IEK
Группа компаний IEK — ведущий российский производитель электротехнической продукции среднего ценового сегмента. Международный бренд IEK хорошо известен в России и за рубежом — на протяжении 15 лет он является гарантом высокого качества и надежности. Сегодня IEK — это холдинг, контролирующий деятельность собственных производственных комплексов в России и за рубежом, а также торговых предприятий в России, Украине, Молдове, Казахстане, Монголии и странах Балтии. Разветвлённая дистрибьюторская сеть обеспечивает наличие ассортимента IEK® по всей территории РФ и в странах зарубежья. Продукция под торговой маркой IEK с успехом эксплуатируется на многочисленных объектах России и СНГ. Среди них — Московский государственный университет, метрополитен Санкт-Петербурга, Волгодонская атомная электростанция и многие другие объекты. На объектах используется модульное, щитовое, коммутационное оборудование, кабеленесущие системы, изделия для электромонтажа, светотехника и прочее оборудование ТМ IEK.

Рекомендуем почитать

Что нужно знать о защите от поражения током
7 октября 2015 г. в 18:30
Автоматические выключатели эффективно защищают электрооборудование и электропроводку, но не всегда защищают человека от поражения током, так как обычные автоматы просто не реагируют на утечку тока в 30 мА, которого будет достаточно, чтобы парализовать дыхание человека.
Современные электротестеры АКИП™
3 сентября 2009 г. в 17:09
Небольшие инвестиции в современные контрольно-измерительные приборы способствует снижению производственных издержек, повышает безопасность эксплуатации. В статье рассмотрены основные технические характеристики, возможности и особенности приборов АКИП-8401, АКИП-8402 — современных многофункциональных портативных цифровых электротестеров для измерения параметров электросетей, определяющих их безопасную эксплуатацию, обеспечивающих прогнозный анализ технического состояния электроустановок (ЭУ), потребляемой мощности и даже оценку ряда показателей качества электроэнергии (ПКЭ).
УЗО ВД 1\u002D63 IEK®: защита со всех сторон
26 июня 2013 г. в 09:00
По эффективности действия реальной альтернативы устройству защитного отключения (УЗО) пока не существует. Более того, и в будущем УЗО будет оставаться основным устройством электрозащиты.
Дифференциальная защита Multi 9
8 декабря 2006 г. в 19:36
Печальная статистика МЧС гласит, что в 2005 году в Российской Федерации были зарегистрированы 226952 пожара, в результате которых погибли 18194 человека. Прямой материальный ущерб, причиненный пожарами, составил 6774,4 млн рублей.
«Умная» электротехника от компании Eaton: защита, коммутация и обмен данными
15 февраля 2013 г. в 14:44
Международный концерн Eaton входит в число мировых лидеров по разработке и производству электротехники для распределения электроэнергии и автоматизации производственных процессов.

Комментировать

    Еще никто не оставил комментариев.

Для того чтобы оставлять комментарии Вам необходимо зарегистрироваться либо авторизоваться на сайте.