Обзор нового защитного устройства УЗО-ЭЛТА-2Д

Сегодня будет статья об одном интересном устройстве, про которое можно сказать «два в одном». Только в этом устройстве заключены не две функции, а гораздо больше. И заменить этот чудесный девайс могут несколько различных приборов.

У этого устройства много параметров и функций, поэтому приготовьтесь — будет интересно).

Функционал современного электрощита

Начну издалека. Что мы сейчас имеем в «продвинутых» электрощитках? Кроме защитных автоматов, много всяких наворотов:

• УЗО (устройства защитного отключения),
• дифференциальные автоматы (УЗО + защитный автомат),
• УЗИП (устройства защиты от импульсный перенапряжений),
• УЗИС (Устройство защиты от искрения),
• реле напряжения (выключает нагрузку при значительном отклонении напряжения от номинала, т.е. при переходе значения напряжения за заданные пределы),
• реле контроля фаз (контролирует очередность и наличие фаз при трехфазном напряжении),
• переключатели фаз (выбирает «лучшую» фазу из трёх при однофазной нагрузке и трехфазном питании),
• ограничитель мощности (выключает нагрузку или её часть при превышении лимита),
• ваттметры, вольтметры и амперметры для измерения и контроля значений питающей сети и нагрузки.

Список неполный. Всё ли из этого нужно ставить в современный щиток? Конечно, нет! Но даже если установить часть перечисленных устройств, она займёт значительное место в электрощите, да и цена совокупности таких гаджетов будет весьма высока.

Поэтому сейчас вовсю применяют устройства, в которых несколько функций объединены в одном корпусе. Вот пример: защитный автомат защищает не только от превышения номинального тока (тепловая защита), но и от тока короткого замыкания (электромагнитная защита, при превышении номинала In в несколько раз, в зависимости от время-токовой характеристики).

Другой пример, когда в одном корпусе совмещены два устройства — дифференциальный автомат (дифавтомат), в котором работают два «соратника» — защитный автомат и УЗО. В результате имеем три защиты — от превышения номинального (рабочего) тока, от КЗ и от утечки на землю (защита от прямого прикосновения к токоведущим частям либо при ухудшении изоляции).

Есть и другие приборы, в которых совмещено несколько функций. Как раз это статья об одном из них. Встречайте новое слово в российском модульном оборудовании — «УЗО-ЭЛТА-2Д». Из названия может показаться, что это просто УЗО, но это не совсем так. А чтобы разобраться, что там «под капотом» — пишу эту статью.

УЗО-ЭЛТА-2Д — внешний вид

Вот он, во всей красе:

Как и в любом аппарате, реагирующем на дифференциальный ток, у него две клеммы для фазы (вход и выход) и две клеммы для нуля (вход и выход).

Но есть ещё две клеммы, функционал которых в отечественном коммутационном оборудовании я не встречал — клеммы для подачи напряжения отключения (на фото — слева):

Про клеммы управления расскажу подробнее позже.

УЗО-ЭЛТА-2Д — функционал и характеристики

В данном устройстве, как я уже говорил, имеются несколько функций. Эти функции имеются в множестве модульного оборудования, поэтому на нашем примере нелишне будет рассмотреть различный функционал и параметры.

1. Тепловая защита от перегрузки и защита от короткого замыкания

Это как в обычных защитных автоматах. От перегрузки есть, как обычно, ряд значений номинального тока In — от 6 до 63 А. От КЗ есть три время-токовые характеристики — В, С, D. Что это такое — я уже писал в начале статьи. Модель, которую я рассматриваю, имеет защиту С16.

2. Отключающий дифференциальный ток

Это функция УЗО, которая говорит о способности отключать питание при утечке. Предельная величина утечки тока I∆n (по-научному — дифференциального тока) имеет несколько значений — 10, 30, 100, 300, 500 мА. То есть, если будет прямое прикосновение к токоведущим частям или резкое ухудшение изоляции, в результате чего возникает разница токов по фазному и нулевому проводам (т.е., возникает дифференциальный ток), встроенное УЗО обеспечит отключение. Мой вариант самый ходовой — 30 мА.

При отключении по дифференциальному току существует такой параметр, как время задержки по отключению. В данном случае это тип задержки S (селективная), то есть имеется фиксированная выдержка времени (tоткл<0,5 с). Хорошо это или плохо? Задержка срабатывания нужна для работы в селективных системах, когда последовательно могут быть включены 2 или более УЗО. Тогда сработает только УЗО той группы, где произошла утечка. А селективное УЗО «выбьет» только в крайнем случае.

Моё устройство не обладает селективным исполнением (tоткл<0,3 с). Следовательно, его можно применять «в одиночестве» либо в комплекте с селективным УЗО.

Как и во всех УЗО, имеется кнопка «Тест» (на ней напечатана буква «Т»), которая расположена в правой части устройства, под клеммами дистанционного отключения. Производитель рекомендует не реже раза в месяц проверять работоспособность нажатием этой кнопки на 5 секунд и отпускания, это тестовая проверка функции УЗО, и удержание кнопки более 10 секунд до срабатывания —тестовая проверка защиты от дуги.

Функция УЗО (отключение при наличии дифференциального тока определенной величины), а также все остальные функции (кроме защиты от перегрузки и КЗ) реализованы на встроенном микроконтроллере. Таким образом, УЗО является электронным, и работает от микроконтроллера, питающегося от входной сети. Как только входное напряжение пропадает, устройство становится полностью неработоспособным, и может выполнять только функцию рубильника.

3. Дистанционное отключение

Очень полезная функция, я считаю. Наличие возможности дистанционного отключения без участия человека ставит УЗО-ЭЛТА-2Д в один ряд с контакторами безопасности. Например, может возникнуть аварийная ситуация (пожар, серьезная поломка, несчастный случай), в результате которой нужно мгновенное автоматическое отключение питания. Схемотехнически можно устроить так, что в этом случае будет подано нужное напряжение (5...30 В) на клеммы «ДУ», и силовое питание будет прервано.

Производитель назвал эту функцию «Дистанционное управление», что немного сбивает с толку. Есть только дистанционное Отключение. Дистанционного включения, как в контакторах, не предусмотрено — это делается вручную, после устранения негатива и под ответственность человека.

4. Напряжение отключения по верхнему и нижнему уровню (функция реле напряжения)

«Верхнее» напряжение фиксировано (может быть от 255 до 275 В), и при его достижении в течение 0,5 с устройство должно отключить питание.

Нижний уровень напряжения отключения — 187 В, при этом время отключения может достигать 3...5 минут. В паспорте написано, что отключение по низкому уровню напряжения — опционально. При практических испытаниях посмотрим, как работает эта функция.

Несмотря на то, что при повышенном напряжении УЗО-ЭЛТА отключается (и напряжение на его выходе пропадает), оно всё же выдерживает кратковременно напряжение 380 В на своем входе до срабатывания защиты. Такое повышенное напряжение гарантированно не повредит устройство, после этого можно продолжать работу.

5. Защита от импульсных перенапряжений 3-го класса

Это функция УЗИП — Устройства защиты от импульсных перенапряжений со стороны питающей сети. Благодаря этой защите, УЗО-ЭЛТА-2Д уменьшает негативное влияние импульсных помех на нагрузку. Стоит сказать, что помеху (импульсное перенапряжение) устранить полностью никогда не получится. Иными словами, чистый синус из «грязного» можно получить только преобразованием сетевого напряжения в постоянное, и последующей генерацией и фильтрацией напряжения.

6. Защита от последовательного дугового пробоя

Это функция УЗИс — Устройства защиты от искрения. Буква «Д» в названии устройства как раз и говорит об этой функции. Это самая интересная функция, которая обеспечивает отключение устройства в случае обнаружения искрения в проводах, идущих к нагрузке. Поскольку при последовательном дуговом пробое ток в цепи меньше, чем в нормальном режиме, а утечки тока нет, никакими обычными способами детектировать искрение нет возможности.

Дуга, кроме пожара, может привести и к другим неприятным последствиям — например, к помехам, оказывающим действие на работу контроллеров. Контроллеры (а их в современном доме много) могут глючить, зависать, выполнять ненужные или не выполнять нужные команды...

В УЗО-ЭЛТА-2Д имеется микроконтроллер, который анализирует форму тока и отключает нагрузку в случае искрения.

Величина дугового пробоя не регулируется, поскольку с трудом поддается измерению. Поэтому производитель решил отключать нагрузку через определенное время после превышения некоторого порога искрения. Это время зависит от номинального тока автомата — чем он меньше, тем негативное воздействие искрения будет меньше. Поэтому время, в течение которого ЭЛТА «терпит» искрение, для автомата с номинальным током 6 А — 0,5 с, для 20 и более ампер — 0,12 с.

Лично для меня важен не ток срабатывания, а сам факт того, что в устройстве присутствует такая функция. Важно, что шансы на аварийное отключение при аварии в питаемой сети при наличии ЭЛТА становятся гораздо выше, чем без него. Значит, риск пожара также уменьшается. В другой стороны, я с бы опаской ставил такое устройство в цепь питания нагрузки, выключение которой приведёт к опасным последствиям. Пример — система отопления с насосом на даче, с которой все уехали на зиму. Отключение котла приведёт к разморозке системы, а значит весной нужно будет всё менять.

Но по схемам подключения подробно поговорим ближе к концу статьи.

Ещё несколько характеристик УЗО-ЭЛТА-2Д

7. Класс токоограничения (3)

Этот параметр указывает на то, как быстро происходит процесс отключения по какой-либо причине (КЗ, перегрузка, превышение напряжения, и т.д. по списку). То есть, это скорость отключения. Не путать с задержкой отключения! А чем быстрее размыкаются контакты, тем лучше — меньше действует искра (дуга) между ними, и меньше шансов выгореть при КЗ. Класс токоограничения 3 обеспечивается конструкцией во всех подобных устройствах.

8. Номинальная отключающая способность Icu — 10 кА

Этот параметр также называют предельной коммутационной способностью. Фактически, он показывает живучесть контактов внутри автомата при коротком замыкании. 10000 А — очень хорошая отключающая способность для такого типоразмера, обычно автоматы в таком корпусе имеют это значение 6000 или даже всего 4500 А. Справедливости ради стоит сказать, что при номинальных токах автоматов 50 и 63 А заявленная отключающая способность равна 6 кА.

Подробнее с характеристиками можно будет познакомиться по ссылке и в файлах, прикрепленных в конце статьи.

УЗО-ЭЛТА-2Д — сигнализация

Я не рассказал про ещё одну интересную фишку нашего устройства — светодиодную индикацию состояния. Имеется двухцветный светодиод, различные комбинации свечения которого могут сказать о многом. На фото ниже он показан красной стрелкой:

Логичнее, конечно, если бы светодиод был прямоугольным, а не круглым — ведь не зря отверстие под него сделали прямоугольным!

Зеленой стрелкой отмечены механические индикаторы — при выключенном автомате (отсутствии напряжения на нижних клеммах) индикаторы зеленые, при включенном — красные.

По опыту скажу — индикаторам отсутствия напряжения доверять нельзя. Нужно обязательно проверять отсутствие напряжения своим индикатором.

К слову, у разных производителей нет единого стандарта — отсутствие напряжения может индицироваться как красным, так и зеленым цветом.

Таблица состояний светодиода УЗО-ЭЛТА-2Д

Во второй части статьи я детально проверю все эти параметры, и мы вместе посмотрим, насколько они соответствуют указанным в паспорте. В том числе, проверю реакцию устройства на пониженное напряжение.

Кстати, паспорт на устройство и все сопутствующие документы (ГОСТы и др.) можно будет скачать в конце статьи.

Схемы подключения

Схема в принципе не отличается от схемы подключения УЗО. Вот схема, изображенная на корпусе:

А так бесхитростно изображено подключение УЗО-ЭЛТА-2Д в руководстве по эксплуатации (можно скачать ниже):

Главное, что всё понятно.

Теперь проанализируем однолинейную схему включения, которую предлагает производитель в руководстве по эксплуатации:

Перечислю элементы схемы и их функции.

QFD1 — УЗО-ЭЛТА-2Д-С50-100S. Селективное УЗО, с защитой от дугового разряда, с номинальным током 50 А, с время-токовой характеристикой С, и отключающим дифференциальным током 100 мА. Такое устройство выполняет функцию «пожарного УЗО» из-за большого дифференциального отключающего тока. То, что УЗО селективное, позволяет ему оставаться включенным при утечке (появлении дифференциального тока), когда срабатывают УЗО групп.

PI1 — счетчик электроэнергии. Таким образом, QFD1 выполняет также и функцию вводного рубильника для отключении счетчика при его замене или обслуживании. Как это рекомендовано в ПУЭ.

QS1 — выключатель нагрузки. Ставить его есть смысл, если счетчик и вводное «пожарное» УЗО вынесены на улицу или в подъезд. Тогда выключателем нагрузки можно обесточить сразу все линии в квартире или доме.

QFD2 — УЗО-ЭЛТА-2-С25-030 — УЗО без защиты от дугового разряда с отключающим дифференциальным током 30 мА, с защитой от перегрузки и КЗ С25. Это групповой автомат розеточных групп, которые далее питаются через автоматы QF1, QF2, QF3 с номинальным током 16 А и характеристикой В. Такая время-токовая характеристика предпочтительна для домашней нагрузки, которая имеет в большинстве случаев активный безынерционный характер.

QFD3 — УЗО-ЭЛТА-2-С32-030 — такой же, как QFD2, но на больший ток.

QF4 — защитный автомат с номинальным током 10 А и характеристикой В для освещения.

Данная схема, предложенная производителем — лишь пример, и для конкретного случая может быть изменена.

Для реализации дистанционного отключения схема должна иметь источник питания 12 или 24 В. В обычной домашней сети эти напряжения не используются, поэтому функция ДУ имеет смысл в системах управления, где есть контроллеры, пожарная либо охранная сигнализация.

Заключение

Важный плюс в том, что УЗО-ЭЛТА-2Д — полностью российского производства. Даже не белорусское. А значит, выпуском этого устройства поддерживаются постановления партии и правительства о импортозамещении)))

Документация по прибору

• УЗО ЭЛТА 2Д / Рекламный листок, краткое описание.
• Паспорт УЗО-ЭЛТА / Сведения о конструкции, принципе действия и указаниях по эксплуатации автоматического выключателя дифференциального тока «УЗО-ЭЛТА-2Д» (далее — АВДТ) приведены в руководстве по эксплуатации ИШГА.641256.009-01РЭ.
• РЭ УЗО-ЭЛТА-2Д / руководство по эксплуатации содержит сведения, необходимые для ознакомления с техническими данными, правилами эксплуатации, хранения и транспортирования автоматического выключателя дифференциального тока с дополнительными функциями защиты, в том числе и при возникновении дугового пробоя (недопустимого искрения) «УЗО-ЭЛТА-2Д», именуемый в дальнейшем АВДТ.
• Техническое описание УЗО-ЭЛТА-2Д / Данное устройство заменяет несколько устройств одновременно: автоматический выключатель, автоматический выключатель дифференциального тока (УЗО); устройство защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП), устройство защиты при дуговом пробое (УЗДП), реле напряжения.
• ГОСТ IEC 61009-1 / Выключатели автоматические, срабатывающие от остаточного тока, со встроенной защитой от тока перегрузки, бытовые и аналогичного назначения. Часть 1. Общие правила.
• ГОСТ IEC 62606 / Устройства защиты бытового и аналогичного назначения при дуговом пробое. Общие требования.
• ГОСТ Р 51992 / Устройства защиты от импульсных перенапряжений низковольтные.

Источник: Александр/СамЭлектрик.ру