Для защиты от поражения электрическим током в электроустановках зданий применяют устройства дифференциального тока. Согласно требованиям ГОСТ Р 50571.3 (см. статью «ГОСТ Р 50571.3–2009: современные требования к защите от поражения электрическим током») и ГОСТ Р 58698 (см. статью ««Идеология» защиты от поражения электрическим током») УДТ используют в качестве защитных устройств в составе меры защиты «автоматическое отключение питания». Кроме того, УДТ, номинальный отключающий дифференциальный ток которых не превышает 30 мА, применяют в электроустановках зданий в качестве дополнительной защиты от поражения электрическим током. Подробнее см. статью «Как предписано применять устройства дифференциального тока в электроустановках индивидуальных жилых домов и квартир».
Устройство дифференциального тока должно отключать защищаемые им электрические цепи только в условиях единичного или множественных повреждений, когда начинает протекать ток замыкания на землю. УДТ также должно срабатывать при неосторожном использовании электрооборудования, когда человек прикоснулся к какой-то части, находящейся под напряжением, и через его тело протекает ток замыкания на землю. В нормальных условиях, при которых нет замыкания на землю, УДТ не должно срабатывать.
Однако любое электрооборудование имеет какой-то ток утечки (см. статью «Что понимают под током утечки, как от него предписано «защищать» посредством применения УЗО»), который протекает по защитным проводникам и может протекать через тело человека, находящегося в электрическом контакте с доступными прикосновению проводящими частями электрооборудования. Поскольку токи утечки электрооборудования класса I протекают по таким же проводящим путям, как токи замыкания на землю, большие токи утечки, протекающие в электрических цепях, защищаемым устройствами дифференциального тока, могут инициировать их ложные срабатывания. Для уменьшения вероятности ложных срабатываний устройств дифференциального тока их характеристики следует согласовать с характеристиками электрических цепей, которые подключены к УДТ.
Требования к применению устройств дифференциального тока, позволяющие исключить их ложные срабатывания, сформулированы в п. 7.1.83 ПУЭ с грубой ошибкой (см. статью «Требования п. 7.1.83 ПУЭ: посредством ложных срабатываний УЗО от токов утечки парализовать электроустановку»). Из-за ошибки эти требования не позволяют исключить ложные срабатывания УДТ.
Рассмотрим правила согласования характеристик устройств дифференциального тока с характеристиками защищаемых ими электрических цепей, позволяющие исключить ложные срабатывания УДТ, вызванные токами утечки.
Во время своего функционирования УДТ выполняет следующие операции:
определяет дифференциальный ток в своей главной цепи;
сравнивает дифференциальный ток со значением дифференциального тока срабатывания;
отключает защищаемые им электрические цепи в случае, когда дифференциальный ток в главной цепи превосходит значение дифференциального тока срабатывания или равен ему.
Основным фактором, воздействующим на устройство дифференциального тока и инициирующим его срабатывание, является дифференциальный ток IΔ, посредством определения которого УДТ устанавливает факт протекания тока замыкания на землю и отключает электрическую цепь, в которой произошло замыкание на землю.
Весь диапазон дифференциальных токов, которые могут появиться в главной цепи устройства дифференциального тока, можно разделить на три зоны.
Зона 1 включает в себя синусоидальные дифференциальные токи от 0 до номинального неотключающего дифференциального тока, который равен половине номинального отключающего дифференциального тока IΔn, и пульсирующие постоянные дифференциальные токи (без учёта постоянного тока) от 0 до наименьшего значения нижнего предела токов расцепления, равного 0,35 IΔn, при угле задержки тока α = 0 °, 0,25 IΔn при α = 90 ° и 0,11 IΔn при α = 135 °. В этой зоне находятся дифференциальные токи, которые не могут инициировать срабатывание УДТ.
Зона 3 включает в себя синусоидальные дифференциальные токи от номинального отключающего дифференциального тока и пульсирующие постоянные дифференциальные токи от верхнего предела токов расцепления, равного 1,4 IΔn для УДТ с IΔn > 10 мА и 2,0 IΔn для УДТ с IΔn = 10 мА. В этой зоне находятся дифференциальные токи, которые всегда инициируют срабатывание УДТ.
Зона 2 расположена между зонами 1 и 3. Эта зона включает в себя дифференциальные токи, которые могут вызвать срабатывание устройства дифференциального тока только в том случае, если дифференциальный ток равен или превышает индивидуальный отключающий дифференциальный ток УДТ. То есть не каждый дифференциальный ток, находящийся в зоне 2, инициирует срабатывание УДТ.
Поскольку работающее электрооборудование класса I создаёт в электрических цепях токи утечки, суммарный ток утечки электрических цепей, защищаемых одним устройством дифференциального тока, может достигнуть значения отключающего дифференциального тока и даже превысить его, вызвав ложное срабатывание УДТ. Исключить ложные срабатывания УДТ можно только в том случае, если суммарный ток утечки будет находиться в зоне 1. Иными словами, отключающий дифференциальный ток УДТ должен быть больше суммарного тока утечки в электрических цепях, подключённых к УДТ.
Заключение. Для гарантированного исключения ложных срабатываний устройства дифференциального тока необходимо выполнить следующее правило:
максимальный ток утечки в электрических цепях, защищаемых устройством дифференциального тока, должен быть меньше его минимально возможного отключающего дифференциального тока.
Подробнее об УДТ см. статьи:
УДТ – устройство дифференциального тока, которое некорректно именуют УЗО;
ВДТ – автоматический выключатель, управляемый дифференциальным током, без встроенной защиты от сверхтока;
АВДТ – автоматический выключатель, управляемый дифференциальным током, со встроенной защитой от сверхтока;
Блоки дифференциального тока;
УЗО с током утечки 10 мА и более подлежат немедленному уничтожению;
Принцип действия УДТ, которое некорректно именуют УЗО;
Как обеспечить селективность устройств дифференциального тока;
Конструкция УДТ, которое некорректно именуют УЗО;
Конструкция УДТ, собранного из блока дифференциального тока и автоматического выключателя.