75,6 тыс подписчиков

Ток утечки, ток замыкания на землю, дифференциальный ток - от чего же срабатывает УЗО?

31 августа 202131 авг 2021

7229

6 мин

Оглавление

Что такое ток утечки?
Что такое ток замыкания на землю?
Что такое дифференциальный ток?

Пусть это будет шпаргалкой и методичкой для тех, кто имеет дело со всякими ВДТ и АВДТ. В том числе (в первую очередь) для меня. Пора разложить по полочкам все эти утечки и дифференциалы, иначе бардак с терминологией постоянно подбешивает. Каюсь, бардак этот встречается на просторах рунета в том числе и в моих прошлых статьях. В будущем постараюсь придерживаться официальной версии в плане терминологий.

Кстати, о терминологии. В статье я вместо "УЗО" (устройство защитного отключения) пишу по новомодному - "ВДТ" (выключатель дифференциального тока). Но по факту это абсолютно одно и то же устройство, просто первое - более маркетинговое и простонародное, второе - более ГОСТовское и бумажное.

Итак, об чём речь в статье? Ток утечки, ток замыкания на землю и дифференциальный ток - все они из одной оперы, и все они часто бывают свалены в кучу. Разбираемся подробно, что к чему, что на что влияет и от чего зависит.

Что такое ток утечки?

Главное, что надо знать - ток утечки есть всегда, и если он присутствует- это нормально. Более того, я не могу представить ситуации, когда этого тока не будет. Может быть, только в идеальном мире, где сопротивление изоляции и всех предметов, не предназначенных для проведения тока, равно бесконечности.

Официальное определение - в ГОСТ IEC 61008-1-2020 (главный ГОСТ по ВДТ, если кто не знает) (п.3.1.2): ток утечки - это "ток, который протекает в землю или на сторонние проводящие части в электрически неповрежденной цепи".

Ток утечки "утекает" вопреки первому закону Кирхгофа от фазного проводника на землю. Землёй в данном случае считается всё, что электрически соединено с заземлённой нейтралью трансформатора на ТП.

Напишите в комментариях, нарушается ли в данном случае 1-й закон дедушки Кирхгофа?

На картинке ниже я изобразил, насколько мне позволяют мои дизайнерские способности, типичную ситуацию - система TN-C-S, повторное заземление, УЗО как символ порогового устройства, реагирующего на ток утечки, и сам ток утечки (точечной линией):

Есть таблицы, которые по которым проектировщики определяют (плюс-минус трамвайная остановка)) ток утечки различных бытовых приборов. Кому интересно - погуглите.

Что касается электропроводки, ток утечки примерно с такой же точностью оценивается по ПУЭ, п.7.1.83: "(...) 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.

То есть, если на данной группе подключен только нагреватель с рабочим током 10 А на расстоянии 100 м, ток утечки такой инсталляции будет считаться так: 0,4 мА х 10 А = 4 мА (утечка электроприемника), плюс 0,01 мА х 100 м = 1 мА. Итого - ток утечки при работе такого нагревателя 5 мА будет нормой. И согласно тому же п.7.1.83 ВДТ с IΔn = 10 мА ставить на такую группу нельзя - иначе запаритесь бегать стометровку!

Что такое ток замыкания на землю?

Это любой ток, который протекает от фазного (линейного) проводника на любые предметы, так или иначе соединенные (имеющие электрическую связь) с глухозаземленной нейтралью трансформатора на подстанции (ТП). В чём же отличие от тока утечки? Принципиальная разница - ток замыкания на землю возникает при аварийном случае.

Это моё вольное изложение.

А вот что говорит ГОСТ IEC 61008-1-2020 (п.3.1.1), ток замыкания на землю – это "ток, проходящий в землю через место замыкания при повреждении изоляции".

При пробое изоляции, к примеру, на металлический корпус электроприбора, появляется некоторая величина тока замыкания на землю. Величина этого тока может "гулять" в очень больших пределах - от единиц миллиампер (например, при повышении влажности) до сотен и тысяч ампер (при КЗ).

Странно и непонятно, почему в этом же ГОСТ есть слова: "ВДТ могут применяться для защиты от возникновения пожара, вызванного утечкой тока через изношенную изоляцию проводов и некачественные соединения". Или "утечка тока" отличается от "тока утечки"?

Тут всё просто. Утечка тока - это процесс. Ток утечки - это параметр.

На картинке я изобразил ток замыкания на землю в виде молнии:

Теоретически ток замыкания на землю может достигать значения тока короткого замыкания. Читайте мою статью на Дзене - Что такое ток КЗ и от чего он зависит.

Но замыкание на землю - это не только про изоляцию. Если произойдет прямое прикосновение человека к открытым токопроводящим частям ( к фазному проводу), и при этом человек находится на проводящей поверхности, то через его тело будет проходить ток замыкания на землю. Какое значение тока будет при этом и к чему это приведёт - зависит от человеческого фактора (черный юмор).

Что такое дифференциальный ток?

Дифференциальный ток - это сумма тока утечки и тока замыкания на землю. Если установлено ВДТ, то дифференциальный ток - это разница токов по фазному и нейтральному току ВДТ.

Официально (ГОСТ тот же, п.3.2.3): дифференциальный ток - это "действующее значение векторной суммы токов, протекающих в первичной цепи ВДТ"

Таким образом дифференциальный ток IΔ, который может вызвать срабатывание ВДТ, будет складываться из двух составляющих: тока утечки и тока замыкания на землю. Он никогда не равен нулю, поскольку "фоновый" ток утечки присутствует всегда. И он может резко увеличиться, если появится ток замыкания на землю.

На что срабатывает ВДТ (УЗО)?

Дифференциальный ток - это зло. Он говорит либо о слабой изоляции (что допустимо), либо о каком-то аварийном инциденте, который может привести к пожару и человеческим жертвам. И против него те же немцы придумали ВДТ, которое торгаши и нормальные электрики называют УЗО.

И если говорить правильно, ВДТ срабатывает именно на дифференциальный ток.

Получается, что если человек говорит с умным видом "УЗО сработало от утечки", то:

к ВДТ подключили длинную линию, и много приборов. При этом всё абсолютно исправно и штатно,
человек не читал мою статью, и путает ток утечки и дифференциальный ток,
человек - сантехник, у которого прорвало трубы, вода пролилась на ВДТ со всеми вытекающими последствиями...

Когда сработает ВДТ (УЗО)?

ВДТ срабатывает при превышении определенного уровня дифференциального тока. Получается, ВДТ плевать, какова причина происхождения дифференциального тока, на который он реагирует - ему главное значение (про вид и форму тока мы пока не говорим).

Уровень срабатывания (отключения) можно назвать уставкой дифференциального тока, но правильно - номинальный отключающий дифференциальный ток IΔn (п.5.2.3 тоже же ГОСТ).

Начиная со значения дифференциального тока IΔn и выше, вплоть до номинальной наибольшей включающей и отключающей способности IΔm, ВДТ должен отключаться.

Но ВДТ может отключаться, если дифференциальной ток выше чем номинальный неотключающий дифференциальный ток IΔn0, который равен половине отключающего. Может, хотя не обязан.