В быту применяются устройства защитного отключения двух типов. Они обозначаются, как Тип АС и Тип А. Отличия состоят в виде тока утечки, на который реагирует прибор. УЗО типа АС реагирует только на переменные синусоидальные токи утечки, типа А реагирует на пульсирующие постоянные и переменные токи. В зависимости от нагрузки, которая будет подключена через устройство защитного отключения, выбирают его тип. В чем заключается разница для пользователей, и какими бывают токи утечки мы и расскажем в этой статье.
Виды токов утечки
Начнем с того, что различают два вида тока утечки: пульсирующий и переменный синусоидальный.
Синусоидальный ток утечки возникает в цепях с нагрузкой резистивного характера (ТЭНы, другие виды нагревателей, лампы накаливания и прочее), электродвигателей (прямого включения в сеть без регулирующих элементов) и ряда других устройств, в составе которых нет источников вторичного электропитания.
Пульсирующий постоянный ток, согласно ГОСТ 51327.1 — это ток по форме пульсирующей волны, который принимает в каждом периоде номинальной промышленной частоты значение "0" или значение, не превышающее 0,006 А постоянного тока в течение одного непрерывного промежутка времени, выраженного в угловых величинах не менее 150°.
Угол задержки тока — это промежуток времени, выраженный в угловой величине, в течение которого устройство фазного управления задерживает пусковой момент протекания тока. Если сказать простым языком — период времени от начала полупериода синусоиды питающей сети, в который начнет протекать пульсирующий ток утечки.
То есть пульсирующим называется такой ток утечки, который протекает не непрерывно, а импульсами, скачкообразно. Его форма не соответствует форме синусоидального тока и напряжения электросети, он может возникать как плавно, так и резко.
Пульсирующий ток может возникать в устройствах с регуляторами, импульсными блоками питания, инверторами и прочим. Например, в сетевом электроинструменте зачастую установлен тиристорный регулятор мощности, с помощью которого регулируются обороты на рабочем механизме (сверле, диске УШМ и т.д.).
Такой же регулятор используют для регулировки яркости свечения галогенных ламп и ламп накаливания, в этом случае его называют «Диммер». Принцип работы таких регуляторов состоит в отсекании полуволны питающего напряжения, обычно, возрастающего фронта — rising (leading) edge, или часть синусоиды в начале полупериода. Реже используются регуляторы с отсечкой спадающего фронта, falling (trailing) edge, то есть остается часть синусоиды в начале полупериода, а отсекается в конце.
В этом случае при утечке тока в регулируемой цепи, например, электродвигателя дрели, будет наблюдаться не синусоидальный, а «обрезанный» пульсирующий ток, в зависимости от характера утечки одной или двух полярностей.
Если для регулировки мощности используется полупроводниковый диод, который отсекает одну полуволну синусоидального напряжения и нагрузка работает в половину мощности, то утечки в такой цепи будут однополярными пульсирующими.
В устройствах с импульсными источниками питания или инверторами возможны утечки как однополярные, так и двухполярные. А путем утечки здесь может быть пробитый на корпус ключ в первичной цепи или другие компоненты.
Во всех перечисленных случаях будет наблюдаться пульсирующий несинусоидальный ток утечки.
Типы УЗО — какое нужно устанавливать в бытовом электрощите?
Вернемся к устройствам защитного отключения. Как мы сказали в начале статьи, они бывают разных типов — А, В и АС. Отметим, что УЗО типа В в быту не используются.
В ГОСТ Р 60755 «Общие требования к защитным устройствам, управляемым дифференциальным (остаточным) током» о типах сказано следующее:
5.2.9.1 УЗО типа АС
УЗО, срабатывающее в условиях дифференциального синусоидального переменного тока, медленно или внезапно возрастающего.
5.2.3.2 УЗО типа А
УЗО, срабатывающее с управлением или без управления углом фазы, различной полярности, медленно или внезапно возрастающим в условиях:
- как УЗО типа АС;
- дифференциального пульсирующего постоянного тока;
- дифференциального пульсирующего постоянного тока, превышающего значение постоянного тока на 0,006 А.
5.2.9.3 УЗО типа В
УЗО, срабатывающее с управлением или без управления углом фазы, различной полярности, медленно или внезапно возрастающим, в условиях:
- как УЗО типа А;
- дифференциального синусоидального переменного тока частотой до 1000 Гц;
- дифференциального переменного тока, наложенного на сглаженный постоянный ток значением
0.4 номинального отключающего дифференциального тока (Iдп);
- дифференциального пульсирующего постоянного тока, наложенного на сглаженный постоянный ток значением 0.4 номинального отключающего дифференциального тока (Iдп) или 10 мА. выбирается большее значение:
- дифференциального постоянного тока, являющегося результатом выпрямления тока, например:
a) при соединении между двумя фазами для двух-, трех- или четырехполюсных аппаратов;
b) при трехфазном соединении звездой или при шестиэлементном мостовом соединении для трех- и четырехполюсных аппаратов;
- сглаженного постоянного тока.
Отсюда четко видно, что:
тип АС – реагирует только на утечки переменного тока;
тип А — реагирует на утечки переменного (как АС) и постоянного пульсирующего тока;
тип В — реагирует на утечки тока различной формы, частоты и полярности.
Отличить вы можете их по маркировке на лицевой панели. Тип АС обозначается синусоидой в квадратной рамке, а тип А полуволной.
Какое выбрать
Суть проблемы заключается в том, что в большинстве случаев в электрощитах устанавливают УЗО типа АС, а при покупке неопытные консультанты могут ввести в заблуждения предложив именно такое УЗО, по принципу «такие чаще покупают». Но синусоидальный ток утечки из современных бытовых электроприборах может возникнуть далеко не во всех приборах, например: в электроплитах (с ТЭНами, не индукционных), обогревателях, бойлерах и подобных приборов без регуляторов, источников питания или инверторных двигателей.
Например, в недорогих стиральных машинах и другой технике используются коллекторные электродвигатели с регуляторами оборотов, а в технике верхнего ценового сегмента применяются инверторные электродвигатели, в тех же стиральных машинах, холодильниках, кондиционерах…
Инверторное управление от прямого подключения в сеть отличается тем, что электродвигатель подключается к специальному источнику питания — инвертору. А тот, в свою очередь, состоит из системы управления и силовой части выполненной на полупроводниковых ключах (обычно это MOSFET или IGBT-транзисторы). Инвертор управляет работой электродвигателя — направлением и скоростью вращения. Такое решение позволяет экономить электроэнергию и, соответственно, получать больший КПД.
Вся современная бытовая электроника питается от импульсных блоков питания, где переменное напряжение на входе выпрямляется, затем поступает также на инвертор. В нём постоянное выпрямленное напряжение преобразуется в переменный, но другой величины и еще раз выпрямляется, после чего поступает в нагрузку. К таким устройствам относятся телевизоры, компьютеры, блоки питания ноутбуков, зарядные устройства гаджетов и так далее.
В таких блоках питания также может возникнуть постоянный пульсирующий ток утечки, в случае неблагоприятного развития неисправностей, к тому же форма его пульсаций может не повторять синусоидальную, а быть в виде периодически следующих импульсов, в случае если установлен активный корректор коэффициента мощности. То же произойдет и при утечке тока в двигателях с инверторным управлением.
Вышесказанное отмечается и в ПУЭ, где в п. 7.1.78 сказано:
Исходя из всего сказанного выше следует, что следует отдать предпочтение УЗО типа А для установки в современных бытовых электрощитах, как минимум на розеточные группы, поскольку они одинаково хорошо функционируют в обоих вариантах утечки. На линии питающие электроплиты (не индукционные, а с нагревательными элементами), накопительные и проточные водонагреватели, электрокотлы допускается устанавливать устройства защитного отключения типа АС, поскольку в них, в случае утечки, ток будет переменным синусоидальным (в большинстве случаев). К тому же при протекании постоянного тока через обмотку дифференциального трансформатора ухудшаются его характеристики, что негативно сказывается на его чувствительности.
Также советуем ознакомиться с книгой НПЦ ПЭУ МЭИ «Рекомендации по проектированию, монтажу и эксплуатации электроустановок зданий при применении устройств защитного отключения» (см. таблицу 8.6 на странице 59) и ГОСТ Р 60755-2012 в нём таблица В1 (приложение В, страница 24.).
