Передача, распределение и накопление электроэнергии

УЗО — что говорится про него в НТД. Обзор пунктов

16 ноября 2024 г. в 10:22

УЗО — пожалуй, одно из самых загадочных устройств в электрощитках. Вокруг него ходит много мифов, люди строят свои теории и аргументируют тем, что «у меня опыт 50 лет». Но давайте в статье рассмотрим установку УЗО с точки зрения закона — что говорит нормативно-техническая документация (НТД).

В качестве основных источников НТД предлагаю взять главные документы, которыми пользуются монтажники и проектировщики бытовых электрощитов и электропроводки по всей России:

ПУЭ (Правила устройства электроустановок, 7-е издание). ПУЭ не переиздавались с 2003 года, а по некоторым данным этот сборник правил необязателен к применению. Тем не менее ПУЭ — основной источник знаний для большинства электриков. Кроме того, ПУЭ остается основным НТД, по которому проверяются знания по электробезопасности, поэтому актуальность его вне сомнений. Поэтому возьмем его за основу.

СП 256.1325800.2016 Электроустановки жилых и общественных зданий. Правила проектирования и монтажа (СП256). Этот свод правил регулярно обновляется, последнее изменение к нему вступило в силу в январе 2024 года. СП256 подлежит обязательному применению и входит в список национальных технических регламентов, устанавливающих требования к электроустановкам потребителей и электрооборудованию.

Современные требования к защите от поражения электрическим током изложены также в ГОСТ Р 50571.4.41-2022.

Также рекомендую к изучению ГОСТ IEC 61008-1-2020, которому должны соответствовать все УЗО.

Терминология

Как обычно, я начну с терминологии. Если вы в теме, то знаете, что аббревиатура «УЗО» — не совсем правильное название, хотя до сих пор применяется в народе и даже в каталогах производителей. Правильно это устройство называть «выключатель дифференциального тока» (ВДТ), как пишут в современных ГОСТах. Но поскольку моя статья — для народа, я буду применять народное название. Тем более что и в ПУЭ используется название «УЗО».

В СП256 приводится другое название — Устройство защитного отключения дифференциального тока (УДТ). Поскольку в статье будут выдержки из разных документов, названия одного и того же устройства могут быть разными.

Следующий важный термин, с которым постоянно путаница, официально и грамотно называется «номинальный отключающий дифференциальный ток» и обозначается I n. Этот параметр определяется в ГОСТ IEC 61008-1-2020, п. 5.2.3. Как только его не называют в ПУЭ — утечкой, током срабатывания, номинальным током…

Не зря ПУЭ называют «Библией электрика». И настоящую Библию, и ПУЭ каждый может толковать по своему разумению. Но поскольку Библия — основа всех книг, я поступлю таким образом: буду брать последовательно пункты ПУЭ, где упоминается УЗО, и трактовать его, при этом приводя схожие пункты из других, более современных документов.

Моя цель — показать, как эволюционирует наука о безопасности и как правила становятся все строже и четче. Замечу, что:  если правила звучат по-разному, то исполнять нужно самое новое и самое строгое из них.

Целиком пункты приводить не буду, каждый может ознакомиться с полным текстом самостоятельно. Итак, начинаем с начала.

Глава 1.7. Заземление и защитные меры электробезопасности

1.7.50. (…) Для дополнительной защиты от прямого прикосновения в электроустановках напряжением до 1 кВ (…) следует применять устройства защитного отключения (УЗО) с номинальным отключающим дифференциальным током не более 30 мА.

УЗО работает как дополнительное средство защиты при прямом прикосновении, когда человек прикасается к токоведущей части, которая в нормальном режиме находится под напряжением. Классика — гвоздь в розетке. При косвенном прикосновении УЗО работает как основное средство защиты — когда в результате неисправности напряжение появляется там, где его не должно быть. Об этом говорится в ГОСТ IEC 61008-1-2020 в начале главы 1.

СП256 в п. А.2 и А. 3.1 подробно разъясняет, что такое прямое и косвенное прикосновения, и какие защиты при этом нужны. Самый свежий ГОСТ Р 50571.4.41-2022 говорит об этом в п. 415.1, при этом разделение на прямое и косвенное прикосновение уже не используется.

30 мА — «токораздел», который отделяет опасные для человека токи от неопасных. Это значение встречается во множестве документов. В особо опасных местах упоминается значение 10 мА, а для повышения уровня защиты от возгорания на вводе в электроустановку нужно УЗО на 100 или 300 мА.

1.7.58. В электроустановках с системой IT для защиты при косвенном прикосновении при первом замыкании на землю должно быть выполнено защитное заземление в сочетании с контролем изоляции сети или применены УЗО с номинальным отключающим дифференциальным током не более 30 мА. (…)

Гораздо подробнее про защиты в системе IT вы можете прочитать в ГОСТ Р 50571.4.41-2022, п. 411.6.

1.7.59. Питание электроустановок c системой TT допускается только в тех случаях, когда условия электробезопасности в системе TN не могут быть обеспечены. Для защиты при косвенном прикосновении в таких электроустановках должно быть выполнено автоматическое отключение питания с обязательным применением УЗО. (…)

Главная особенность системы ТТ — низкая безопасность по сравнению с системами TN. Проявляется это в том, что из-за низкого тока замыкания на землю вероятность срабатывания защиты от сверхтока может быть низкой. Если объяснить на пальцах, в системах TN (их существует три) ток замыкания на землю, как правило, идет по электрическим проводам. А в системе ТТ этот ток проходит по земле, сопротивление которой большое и непредсказуемое. Поэтому в этом пункте присутствуют слова «должно быть» и «обязательное применение» по отношению к УЗО.

СП256 по этому поводу (особенности установки УЗО в системе ТТ) молчит, а в ГОСТ Р 50571.4.41-2022 этому посвящена глава 411.5, где в пункте 411.5.2 сказано: «В системах ТТ для защиты при повреждении необходимо применять УДТ». Об этом также говорится в п. 411.3.3 и п. 411.3.4.

1.7.79. В системе TN (…) допускается применение УЗО, реагирующих на дифференциальный ток.

Этот пункт — видимо, для тех, кто отрицает применение УЗО в системах с заземленным нейтральным проводником.

1.7.80. Не допускается применять УЗО, реагирующие на дифференциальный ток, в четырехпроводных трехфазных цепях (система TN-C). В случае необходимости применения УЗО для защиты отдельных электроприемников, получающих питание от системы TN-C, защитный РЕ-проводник электроприемника должен быть подключен к PEN-проводнику цепи, питающей электроприемник, до защитно-коммутационного аппарата.

Система TN-C — опасный раритет, который прямо и однозначно запрещен. Эту опасную систему в чистом виде применяют только на промышленных предприятиях, которые проектировались во времена СССР. Все остальное, что ошибочно принято называть «TN-C» — либо не соответствует требованиям к этой системе, либо является двухпроводной системой питания без заземления.

Действующий ГОСТ 30331.1-2013 говорит в п. 312.2.1.1: «Электроустановки жилых и общественных зданий, торговых предприятий, медицинских учреждений запрещено выполнять с типом заземления системы TN-C».

Мало того, что эта система запрещена, так и УЗО в ней запрещено, безотносительно к количеству фаз. ГОСТ Р 50571.4.41-2022, п. 411.4.5: «Устройства дифференциального тока запрещено применять в системе TN-C».

1.7.151. Для дополнительной защиты от прямого прикосновения и при косвенном прикосновении штепсельные розетки с номинальным током не более 20 А наружной установки, а также внутренней установки, но к которым могут быть подключены переносные электроприемники, используемые вне зданий либо в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных, должны быть защищены устройствами защитного отключения с номинальным отключающим дифференциальным током не более 30 мА. Допускается применение ручного электроинструмента, оборудованного УЗО-вилками.

1.7.153. УЗО защиты розеточных цепей рекомендуется размещать в распределительных (групповых, квартирных) щитках. Допускается применять УЗО-розетки.

В этих пунктах уточняется, что при использовании розеток на улице УЗО обязательно. Это и понятно — там опасность поражения наиболее высока. Об этом также говорится в СП256, п. А.5.4, и в ГОСТ Р 50571.4.41-2022, п. 411.3.3. Ниже нам еще встретятся пункты, в которых сказано об установке УЗО в опасных помещениях, а также вообще в любых помещениях. Кстати, теоретически в любую розетку может быть подключен удлинитель, и вот — она уже питает переносные электроприемники вне зданий.

1.7.159. В случае питания передвижной электроустановки от стационарного источника питания для защиты при косвенном прикосновении должно быть выполнено автоматическое отключение питания в соответствии с 1.7.79 с применением устройства защиты от сверхтоков. При этом время отключения, приведенное в табл. 1.7.1, должно быть уменьшено вдвое либо дополнительно к устройству защиты от сверхтоков должно быть применено устройство защитного отключения, реагирующее на дифференциальный ток.

Этот пункт, по сути, повторяет требования, изложенные к системе ТТ и к розеткам наружной установки.

1.7.160. В точке подключения передвижной электроустановки к источнику питания должно быть установлено устройство защиты от сверхтоков и УЗО, реагирующее на дифференциальный ток, номинальный отключающий дифференциальный ток которого должен быть на 1–2 ступени больше соответствующего тока УЗО, установленного на вводе в передвижную электроустановку.

Тут по сравнению с предыдущим пунктом требования к питанию передвижных электроустановок уточняются и становятся строже, без всяких «либо».

1.7.161. При применении автоматического отключения питания в системе IT для защиты при косвенном прикосновении (…) должно быть применено: устройство защиты от сверхтоков в сочетании с УЗО (…).

Фактически это повторение того, что написано в п. 1.7.58.

1.7.176. Для всех групповых цепей (помещений для содержания животных), питающих штепсельные розетки, должна быть дополнительная защита от прямого прикосновения при помощи УЗО с номинальным отключающим дифференциальным током не более 30 мА.

В данном случае требования к животным такие же, как и для людей, при применении розеток наружной установки.

Что говорит ПУЭ про освещение?

Читаем раздел 6 «Электрическое освещение». Спойлер: ставить УЗО нужно и рекомендуется далеко не везде.

6.1.14. В помещениях с повышенной опасностью и особо опасных при высоте установки светильников общего освещения над полом или площадкой обслуживания менее 2,5 м применение светильников класса защиты 0 запрещается, необходимо применять светильники класса защиты 2 или 3. Допускается использование светильников класса защиты 1, в этом случае цепь должна быть защищена устройством защитного отключения (УЗО) с током срабатывания до 30 мА.

Об этом также сказано в СП256 (п. 5.4.12). Однако сказано не про класс защиты 1, а про установку светильников в зоне 1 (над ванной) — там УЗО обязательно. Кроме того, в п. 10.4 говорится: «В групповых линиях освещения помещений с повышенной опасностью и особоопасных должны устанавливаться УДТ и двухполюсные автоматические выключатели».

Также обязательно ставить УЗО для светильников на балконах и лоджиях (видимо, из-за опасности касания заземленных водосточных труб и других металлоконструкций), об этом СП256 говорит в п. 5.4.17. А также — для светильников, до которых можно дотянуться рукой (п. 5.5.11.2) и для светильников в помещениях с повышенной опасностью (п. 10.4).

Далее, в п. 6.1.49. и п. 6.4.18 ПУЭ-7 говорится о том, что для наружного освещения рекомендуется (должно предусматриваться) установка УЗО. Без комментариев.

Времена идут, подход к безопасности меняется, и теперь установка УЗО на освещение обязательна. В ГОСТ Р 50571.4.41-2022, п. 411.3.4 сказано: «Дополнительные требования к цепям со светильниками в системах TN и ТТ. В жилых домах и других помещениях бытового назначения следует обеспечить дополнительную защиту конечных цепей переменного тока, питающих светильники, посредством устройств дифференциального тока (УДТ) с номинальным отключающим дифференциальным током до 30 мА». С безопасностью для 

Глава 7.1. Электроустановки жилых, общественных, административных и бытовых зданий

Это основная часть ПУЭ, где говорится про УЗО.

7.1.71. Для защиты групповых линий, питаю-щих штепсельные розетки для переносных электрических приборов, рекомендуется предусматривать устройства защитного отключения (УЗО).

Видим, что УЗО рекомендовано ставить на все розетки. Об этом говорится в СП256, п. А.1.1. В пункте А.1.7 вообще сказаны золотые слова — УЗО для повышения электробезопасности нужно ставить даже там, где нет заземления.

В том же СП256, п. 10.13, сказаны более строгие слова: «В общественных зданиях, квартирах жилых домов, индивидуальных домах и т. п. для защиты групповых линий, питающих бытовые розеточные сети, должны предусматриваться УДТ с номинальным отключающим дифференциальным током срабатывания не более 30 мА». Удивительно, но ГОСТ Р 50571.4.41-2022 таких строгих требований не предъявляет.

7.1.72. Если устройство защиты от сверхтока (автоматический выключатель, предохрани-тель) не обеспечивает время автоматического отключения 0,4 с при номинальном напряжении 220 В из-за низких значений токов короткого замыкания и установка (квартира) не охвачена системой уравнивания потенциалов, установка УЗО является обязательной.

Разумеется, никто не будет измерять время срабатывания, да и методика его измерения нигде не приводится. Тут подразумевается, что при КЗ на землю ток замыкания будет настолько низким, что сработает только инерционный тепловой расцепитель. А значит — речь идет либо о некачественно выполненной системе TN, либо о системе ТТ. Поэтому лучше перестраховаться и поставить УЗО на все линии превентивно.

7.1.73. При установке УЗО последовательно должны выполняться требования селективно-сти. При двух- и многоступенчатой схемах УЗО, расположенное ближе к источнику питания, должно иметь уставку и время срабатывания не менее чем в 3 раза большие, чем у УЗО, расположенного ближе к потребителю.

Такое УЗО на вводе обычно называют «противопожарным», поскольку это его единственная функция. Часто требования этого пункта не выполняют, ставя на ввод неселективное УЗО. В результате — при КЗ на землю, как правило, отключается весь электрощит. Поэтому нужно либо строго выполнять предписание этого пункта, либо не ставить вводное УЗО вообще. На эту тему так-же говорится в СП256, п. 10.13 и п. А.4.2.

7.1.74. В зоне действия УЗО нулевой рабочий проводник не должен иметь соединений с заземленными элементами и нулевым защитным проводником.

Логично. Иначе УЗО просто никогда не вклю-чится, поскольку будут нарушены принципы его функционирования и схема включения. Слово в слово этот пункт повторен в п. А.4.3 СП256.

7.1.75. Во всех случаях применения УЗО должно обеспечивать надежную коммутацию цепей нагрузки с учетом возможных перегрузок.

Еще логичнее. Совет в стиле «нужно делать так, чтобы все работало хорошо». Тут речь о том, что при проектировании нужно учитывать все возможные крайние режимы, соответственно, подбирать схему включения, защиту и параметры УЗО. Об этом сказано в СП256, п. А.4.5, а подробности приводятся в следующем пункте.

7.1.76. Рекомендуется использовать УЗО, представляющее собой единый аппарат с автоматическим выключателем, обеспечивающим защиту от сверхтока. Не допускается использовать УЗО в групповых линиях, не имеющих защиты от сверхтока, без дополнительного аппарата, обеспечивающего эту защиту. При использовании УЗО, не имеющих защиты от сверхтока, необходима их расчетная проверка в режимах сверхтока с учетом защитных характеристик вышестоящего аппарата, обеспечивающего защиту от сверхтока.

Тут подразумевается, что вместо УЗО лучше использовать дифференциальный автомат (АВДТ). При этом сам собою отпадает вопрос защиты УЗО. Если же УЗО используется, тут главное правило — номинальный ток УЗО должен быть больше, чем возможный ток через него. Этот ток ограничивается защитными автоматами, установленными до или после УЗО. Мое мнение — удобнее использовать одно УЗО на группу из 2–4 автоматов. Кстати, «расчетная проверка» — пустые слова, поскольку никто не сможет привести методику такого расчета. Аналогичная информация приведена в СП256, п. А.4.6–А.4.8.

7.1.77. В жилых зданиях не допускается при-менять УЗО, автоматически отключающие потребителя от сети при исчезновении или недопустимом падении напряжения сети. При этом УЗО должно сохранять работоспособность на время не менее 5 с при снижении напряжения до 50% номинального.

Таких УЗО не существует. Могу только добавить, что «электронные» УЗО имеют недостаток — они могут выключиться или даже сгореть при импульсных помехах или значительном повышении напряжения. Аналогичное требование приведено в СП256, п. А.4.9.

7.1.78. В зданиях могут применяться УЗО типа «А», реагирующие как на переменные, так и на пульсирующие токи повреждений, или «АС», реагирующие только на переменные токи утечки. (…)

Поддерживаю, хотя это и не бюджетное решение. Тип «А» более универсален, а в связи с тем, что электронных устройств сейчас очень много, ему может найтись работа. Та же рекомендация дана в СП256, п. А.4.10.

7.1.79. В групповых сетях, питающих штепсельные розетки, следует применять УЗО с номинальным током срабатывания не более 30 мА. Допускается присоединение к одному УЗО нескольких групповых линий через отдельные автоматические выключатели (предохранители). Установка УЗО в линиях, питающих стационарное оборудование и светильники, а также в общих осветительных сетях, как правило, не требуется.

Тут ключевой момент — 30 мА на группу. Если на одном УЗО «висит» несколько групповых автоматов, возможно появление проблемы с отключением УЗО, рекомендации по расчету приведены ниже. По установке УЗО на все линии, в том числе на освещение, я уже говорил — лучше на безопасности не экономить.

7.1.80. В жилых зданиях УЗО рекомендуется устанавливать на квартирных щитках, допускается их установка на этажных щитках.

Тут, видимо, в первой части речь идет о групповых УЗО, которые должны быть установлены безопасно и в доступности. УЗО в этажном щитке (тут можно притянуть и любые вводные щитки) дополнительно защищает кабель между щитками. СП256, п. А.4.12.

7.1.81. Установка УЗО запрещается для электроприемников, отключение которых может привести к ситуациям, опасным для потребителей (отключению пожарной сигнализации и т. п.).

Тут нужно выбирать из двух зол, поскольку опасность поражения электрическим током может быть ниже опасности отключения. Например, это может быть котел отопления или холодильник. Возможное отключение важных нагрузок — пожалуй, единственный существен-ный минус установки УЗО. Понятно, что отключение автоматов — более необходимая функция, поэтому об их исключении из схемы речи не идет.

7.1.82. Обязательной является установка УЗО с номинальным током срабатывания не более 30 мА для групповых линий, питающих розеточные сети, находящиеся вне помещений и в помещениях особо опасных и с повышенной опасностью, например, в зоне 3 ванных и душевых помещений квартир и номеров гостиниц.

Об этом уже говорилось не раз, в частности в п. 1.7.151. Добавлю, что в ПУЭ нет требований к УЗО в ванных комнатах. СП256 в п. А.4.15 говорит, что если вы тянете линию к одной розетке в ванной, то на нее необходимо УЗО на 10 мА.

7.1.83. Суммарный ток утечки сети с учетом присоединяемых стационарных и переносных электроприемников в нормальном режиме работы не должен превосходить 1/3 номинального тока УЗО. При отсутствии данных ток утечки электроприемников следует принимать из расчета 0,4 мА на 1 А тока нагрузки, а ток утечки сети — из расчета 10 мкА на 1 м длины фазного проводника.

Это тот случай, когда на одном УЗО подключено много потребителей через несколько автоматов. УЗО может сработать из-за чрезмерных токов утечки, если говорить простым языком. Кстати, наличие тока утечки — это нормально, утечка есть всегда. По моему мнению, учитывать утечку нужно, если суммарная длина питающих линий на одном УЗО более 50 м.

Об этом сказано, с другой стороны, в пункте 314.1 ГОСТ 30331.1-2013.

7.1.84. Для повышения уровня защиты от возгорания при замыканиях на заземленные части, когда величина тока недостаточна для срабатывания максимальной токовой защиты, на вводе в квартиру, индивидуальный дом и т. п. рекомендуется установка УЗО с током срабатывания до 300 мА.

В п. 7.1.73 и п. 7.1.80 уже было сказано об этом. Добавлю, что если вы остро не нуждаетесь в такой защите, а на каждой группе поставили УЗО, то «противопожарное» селективное УЗО на вводе ставить нет необходимости.

7.1.85. Для жилых зданий при выполнении требований п. 7.1.83 функции УЗО по 7.1.79 и 7.1.84 могут выполняться одним аппаратом с током срабатывания не более 30 мА.

Комментарии я дал в указанных пунктах, а здесь добавлю, что 30 мА на вводе — идея неплохая, при соответствующих расчетах.

7.1.86. Если УЗО предназначено для защиты от поражения электрическим током и возгорания или только для защиты от возгорания, то оно должно отключать как фазный, так и нулевой рабочие проводники; защита от сверхтока в нулевом рабочем проводнике не требуется.

Тут речь про вводные аппараты — всегда лучше, чтобы они отключали нейтральный провод, поскольку в аварийных ситуациях на нем может появиться опасный потенциал. Об этом также сказано в СП256, п. А.1.4.

7.1.88. (…) Нагревательные элементы, замоноличенные в пол, должны быть покрыты заземленной металлической сеткой или заземленной металлической оболочкой, подсоединенной к системе уравнивания потенциалов. В качестве дополнительной защиты для нагревательных элементов рекомендуется использовать УЗО на ток до 30 мА.

Теплый пол — это стационарный электроприемник, не подпадающий ни под розетки, ни под освещение. Поэтому эта рекомендация — отдельно для него.

Выводы

Так что же делать, если не всегда понятно, где УЗО обязательно, а где — только рекомендуется? Я отвечу так: одни люди ищут способы сэкономить, другие — способы обезопасить себя и близких. Если неприятность может произойти, рано или поздно она обязательно произойдет.

УЗО нужно ставить везде, где его срабатывание не приведет к негативным последствиям. Если же срабатывание УЗО сохранит человеческую жизнь — его установка обязательна.

Источник: Александр ЯРОШЕНКО, автор блога SamElectric.ru, опубликовано в журнале «Электротехнический рынок» № 6 (120) 2024

👉 Подписывайтесь на Elec.ru. Мы есть в Телеграм, ВКонтакте и Одноклассниках

Ярошенко Александр Александрович
Все новости и публикации пользователя Ярошенко Александр в персональной ленте вашего личного кабинета на Elec.ru
Подписаться
АО «Контактор» входит в число крупнейших заводов электротехнической промышленности России. Высококачественная продукция завода используется на всех ведущих предприятиях энергоемких отраслей России, а также стран ближнего и дальнего зарубежья.