Подробно разбираем характеристики УЗО

Что такое УЗО (ВДТ), для чего оно нужно и как работает? Мне предоставилась возможность препарировать несколько устройств защитного отключения TEXENERGO, на примере которых я всесторонне рассмотрю эту тему.

По теме защиты от сверхтоков рекомендую мои статьи на Дзене – Выбор защитного автомата и Характеристики защитного автомата.

Тема очень обширная, всё вместить не получится, поэтому, если будут вопросы – обращайтесь в комментариях.

Как обычно, пойдем по проверенной схеме – от теории к практике, от простого к сложному.

Что такое УЗО?

Для начала отвечу на этот элементарный вопрос.

Думал, что все знают, но мне задали этот вопрос в комментариях к статье про Схему электронного УЗО.

“УЗО” это аббревиатура, которая расшифровывается как “Устройство Защитного Отключения“. УЗО ещё называют так:

• Выключатель дифференциальный (от этих слов происходит аббревиатура “ВД” в названии и на корпусе УЗО),
• Выключатель дифференциального тока (ВДТ) - это официальное название,
• Устройство дифференциального тока (сюда также относят АВДТ),
• Выключатель дифференциальной защиты,
• Автоматический выключатель, управляемый дифференциальным током.

Из названия видно, что основные свойства этого устройства – различать (дифференцировать), выключать, защищать.

Что нужно защищать?

Если речь идет о ВД (УЗО), то нужно понять, что защищаем мы в первую очередь человека. Защищаем от прямого прикосновения к частям оборудования и электропроводки, на которых имеется опасный потенциал. Потенциал там может быть штатно, для обеспечения нормальной работы (как на фазной клемме розетки), а может появиться в результате аварии (например, 220 В может появиться на корпусе стиральной машины из-за плохой изоляции ТЭНа).

ПУЭ рекомендует ставить УЗО на все розеточные линии (ПУЭ 7.1.71), но обычно в сухих помещениях их не ставят. А я думаю, что лучше не экономить, а ставить их на каждую группу (линию).

УЗО является дополнительной защитой от прямого прикосновения. Основная защита от прямого прикосновения – это, прежде всего, изоляция и автоматический выключатель. С изоляцией всё понятно, а автомат должен сработать, если фаза попала на землю.

“Должен” – но не всегда это у него получится, так как ток короткого замыкания бывает недостаточен для отработки по электромагнитной защите, а по тепловой он может отработать и через секунду, и через час, и никогда. Писал об этом не раз. В этом случае нужно ставить УЗО обязательно (ПУЭ 7.1.72).

Защита работает на принципе сравнения разницы (дифференциала) токов по фазе и нулю. Ток может “утекать” по разным причинам – плохая изоляция, КЗ, прикосновение – но во всех случаях, если ток утечки достаточный, УЗО обесточит свою линию.

Здесь можно вспомнить первый закон Кирхгофа для замкнутого контура, который можно выразить так – “вытекающий” из источника питания ток равен “втекающему” току. Если эти токи не равны, значит, где-то утечка, и УЗО должно среагировать.

Кстати, утечка может быть не только с фазы на землю. Она может быть и с нулевого провода, и на другую фазу. В любом случае, если ток найдёт “лазейку”, и начнет утекать из замкнутой цепи, и при достижении определенной величины тока утечки УЗО выключится.

Когда может сработать УЗО?

Тема эта очень обширна, одной статьи точно не хватит. Поэтому покажу в картинках.

Вынес этот вопрос в отдельную статью - Когда сработает УЗО. Там все варианты.

Основные характеристики УЗО и Дифавтоматов

Характеристики, обозначенные на корпусе УЗО

В качестве примера, на котором я покажу различные характеристики, возьмем УЗО TEXENERGO ВД67 2Р 16А/10мА.

Посмотрим, какие надписи и знаки расположены у него на корпусе. А если хотите узнать официальную информацию по УЗО, обратитесь к ГОСТ Р 51326.1-99.

УЗО (выключатели дифференциальные) TEXENERGO ВД67 и ВД1-63. Характеристики на передней панели

• TEXENERGO – торговая марка. Тут может быть написано что угодно, суть остается прежней.
• Кнопка оранжевая, с буквой “Т” – кнопка “Тест”. При её нажатии искусственно создается ток утечки через встроенный резистор. УЗО должно выключиться. Такой тест потребитель должен проводить сам, что крайне неудобно. Но делать это нужно – ведь УЗО может выйти из строя, и в нужный момент не спасет от удара током.
• ВД67, ВД1-63 – модель УЗО (серия).
• Номинальный ток In (на фото – 16 А, 32 А). Стандартный ряд значений: 16, 25, 32, 40, 50, 63 А. Это ток, который может выдерживать УЗО длительное время. При этом УЗО должен обязательно быть защищен от сверхтоков защитным автоматом с тем же номинальном током, или меньшим на ступень. Например, для УЗО, показанных на фото, следует устанавливать автоматы на 13 А и 25 А.
• Номинальное рабочее напряжение Ue и номинальная частота (∼230В 50Гц). Для четырехполюсных автоматов это напряжение равно 400 В.
• Номинальный ток утечки IΔn (30 мА) (номинальный отключающий дифференциальный ток). Это самый главный параметр для устройств дифференциальной защиты. Стандартный ряд – 10, 30, 100, 300 мА. Существует и Неотключающий дифференциальный ток 0,5 IΔn, при котором отключения по утечке происходить не должно. Иначе говоря, отключение произойдёт в диапазоне от 0,5 IΔn до IΔn.
• Номинальный условный ток короткого замыкания Inc (6000 А). В защитных автоматах похожий параметр называют “Номинальная наибольшая отключающая способность”, и обозначают Icn. Почему “условный”? Дело в том, что УЗО не предназначен для того, чтобы выключать цепь при КЗ – это должен сделать автоматический выключатель в той же цепи. Чем выше параметр Inc у УЗО, тем качественнее его контактная система. Стандартный ряд значений – 3000, 4500, 6000, 10000 А. Не знаю, с чем это связано, но на корпусе данного УЗО указано значение 6000, а в его паспорте Inc ≥10000 А.
• Тип УЗО по роду дифференциального тока. Существует два основных вида УЗО по току утечки. Первый – АС. Это самый распространенный и дешевый вид, на чистый переменный ток, обозначается синусоидой (∼), как на фото. Второй – А, он реагирует не только на переменный, но и на постоянный (однополярный) пульсирующий ток. Это бывает нужно, когда в нагрузке есть полупроводниковые входные цепи питания. Более универсальный тип. Есть устройства, реагирующие и на другие виды дифференциального тока, но в быту они практически не применяются.
• Температурный диапазон (-25 °С) – минимальная рабочая температура.

Характеристики, обозначенные на корпусе диф.автомата АД

Как я уже говорил, АД и АВДТ имеют те хе функции и характеристики, что и ВД (УЗО), но плюсом у них есть тепловая и электромагнитная защита от сверхтока, как у обычных автоматических выключателей. Причем, по обоим полюсам.

В нашем примере дифавтомат TEXENERGO АД67-2 на корпусе имеет те же характеристики, относящиеся к дифзащите:

АД67-2-дифавтомат TEXENERGO

Отличия (кроме конструкции, которая будет рассмотрена позже в другой статье) относятся к защите от сверхтокам. Главное отличие – надпись “С25”.

Характеристики, обозначенные на корпусе диф.автомата АВДТ

АВДТ на номинальный ток 16А

В принципе, то же самое – номинальный ток 16А, характеристика отключения типа “С”.

Обратите внимание - защита от сверхтока только по фазному полюсу!

Дальше рассмотрим параметры УЗО, которые не указаны на его корпусе.

Число полюсов УЗО

Тут возможны только два варианта –

• двухполюсный (2п, или 2Р), для однофазного напряжения питания,
• четырехполюсный (4п, или 4Р), для трехфазных сетей.

В отличии от обычных автоматических выключателей, тут в качестве УЗО добавляется ещё один, нулевой полюс. Поскольку ноль нужен для нормального функционирования УЗО.

Принцип срабатывания УЗО

УЗО могут различаться на электромеханические и электронные по принципу измерения дифференциального тока.

Электромеханические УЗО обладают большей надежностью, поскольку не зависят от параметров и скачков питающего напряжения, а срабатывание происходит только за счет дифференциального тока. Так же, как в автоматических выключателях – их срабатывание зависит только от протекания и действия сверхтока.

Электронные УЗО имеют внутри электронную схему, которая критична к питанию. Они немного дешевле механических, поскольку имеет внутри сравнительно небольшой дифференциальный трансформатор, играющий роль датчика, а электроника стоит копейки. Да и надежность у них пока не высока.

Как отличить электромеханический УЗО от электронного? Прежде всего, по схеме, которая у электронного УЗО содержит треугольник, обозначающий операционный усилитель:

ВД, АД, и АВДТ. Усилитель дифференциального тока обозначен треугольником

Усилитель дифференциального тока может быть обозначен и прямоугольником, но обязательно на него приходят провода питания от фазного и нулевого проводов.

Вот схема, указанная на корпусе УЗО в верхней части:

Верхняя часть УЗО – схема электромеханического УЗО

Номинальная наибольшая включающая и отключающая способность Im

В данном случае эта характеристика равна 630 А и означает, что УЗО может включать, проводить и отключать без негативных последствий для себя.

Номинальная наибольшая дифференциальная включающая и отключающая способность IΔm

Это тот же самый параметр, что и Im, но относящийся к дифференциальному току. Обычно IΔm = Im.

Селективность УЗО

Этот параметр подразумевает селективность УЗО по времени, хотя ещё может быть селективность по дифференциальному току. Используется и та, и другая селективность для того, чтобы УЗО, установленные ближе ко вводу, отрабатывали позже, а ближе к нагрузке – раньше.

Селективность УЗО – общая и с задержкой. Таблица из ГОСТ Р 51326.1-99

Аппараты дифференциальной защиты TEXENERGO, рассматриваемые в статье, не имеют выдержки времени (общий тип селективности). УЗО и диф.автоматы, обладающие выдержкой времени, обозначаются буквой “S” (Selective).

Скачать

Для тех, кто хочет глубже углубиться в тему, выкладываю ГОСТ, по которому производятся и выбираются УЗО (дифференциальные выключатели). И книгу-справочник по УЗО.

• ГОСТ Р 51326.1-99 / ГОСТ Р 51326.1-99 (МЭК 61008-1-96) Выключатели автоматические, управляемые дифференциальным током, бытового и аналогичного назначения без встроенной защиты от сверхтоков. Часть 1. Общие требования и методы испытаний, pdf, 1.64 MB, скачан: 144 раз./

• ГОСТ Р 50571.3-2009 (МЭК 60364-4-41:2005) / ГОСТ Р 50571.3-2009 (МЭК 60364-4-41:2005) Электроустановки низковольтные. Часть 4-41. Требования для обеспечения безопасности. Защита от поражения электрическим током, pdf, 263 kB, скачан: 79 раз./

• Душкин Н.Д. и др. УЗО, учебно-справочное пособие. / УЗО - устройства защитного отключения, учебно-справочное пособие., pdf, 8.44 MB, скачан: 279 раз./

Источник статьи

Если интересны темы канала, заходите также на мой сайт - https://samelectric.ru/ и в группу ВК - https://vk.com/samelectric

Не забываем подписываться и ставить лайки, впереди много интересного!

Объявление

СамЭлектрик.ру продолжает принимать статьи на Конкурс статей 2020 года. Крайний срок - 1 декабря, а условия прошлого года можно почитать тут и тут. Там же - все статьи Конкурса статей и Контакты.

Всем Авторам гарантируются не только призы от спонсора (призовой фонд - 5000 руб), но и широкая огласка и большая популярность в интернете!

Обращение к хейтерам: за оскорбление Автора и Читателей канала - отправляю в баню.