Обычное устройство защитного отключения при возникновении тока утечки обесточивает всю квартиру или весь защищаемый объект. В некоторых ситуациях такая массовость нежелательна. При общем отключении могут нарушиться производственные процессы или банально не сохранится текстовый документ на компьютере. Чтобы исключить подобные казусы специалисты рекомендуют использовать селективное УЗО.
Что такое селективность
Селективные устройства защитного отключения выполняют те же задачи и работают по тому же принципу, что и простые. Приборы сравнивают значения тока в фазном и нулевом проводах и на основе измерений высчитывают ток утечки. Если он превышает уставку, электропитание квартиры отключается.
Ток утечки возникает в 2 ситуациях:
- Повреждена изоляция проводки. Существует риск возгорания или поражения человека электрическим током.
- Вышеописанный риск оправдался. Человек коснулся либо попавшего под фазный потенциал корпуса электроприбора, либо непосредственно оголенного провода от розетки.
Важно! Устройство защитного отключения имеет один большой недостаток. Если человек одновременно коснется фазного и нулевого проводов, но при этом не будет достаточно хорошо контактировать с землей, УЗО не сработает. Защитное устройство реагирует на утечку тока на землю.
Принцип действия селективного УЗО
Принцип действия селективной защиты основан на разнице во времени отключения. Для примера можно рассмотреть типичную квартиру. Имеется одно общее вводное УЗО. Оно установлено в электрощите. Настроено на отключение через 0,5 с после появления утечки тока. Фазные провода с этого защитного устройства распределяются по групповым УЗО. Они обладают временем отключения в 0,25 с. Через них запитываются розетки в ванной комнате, кухне, гостиной и других помещениях.
Если в ванне произошло замыкание фазного провода на корпус стиральной машины, сработает УЗО с уставкой на отключение равной 0,25 с. Отключится именно это помещение. Вводное УЗО с уставкой 0,5 с не сработает и оставит квартиру под напряжением, так как для отключения не прошло достаточно времени. То есть УЗО 0,25 с сработает быстрее чем 0,5. Отключится ванна, но не вся квартира.
Особенности селективной защиты
У селективных устройств, в отличие от обычных, предусмотрена возможность подбора по току и времени срабатывания защиты. Соответствующие значения указаны на корпусе устройства. Комбинируя защитную систему по этим параметрам, возможно придать защите свойство селективности.
В результате при возникновении тока утечки в одной из комнат, отключится только аварийное помещение, а не вся электропроводка. Как следствие, время на поиск и устранение неисправности сокращается в разы.
Временные характеристики УЗО типа S
Приборы разных производителей обладают отличающимися свойствами. Различия кроются в токе утечки и времени выдержки, при котором происходит отключение.
Поэтому приборы данного типа принято подразделять на 2 группы:
- обычные,
- типа S.
Сравнение их временных характеристик приведено ниже.
| Тип УЗО | Время отключения при токе утечки равном Idn | 2*Idn | 5*Idn |
|---|---|---|---|
| Обычное устройство | 0,3 | 0,15 | 0,04 |
| УЗО типа S | 0,13-0,5 | 0,06-0,2 | 0,05-0,15 |
Режимы работы
Устройство защитного отключения во время эксплуатации способно находиться в одном из двух рабочих режимов:
- нормальный,
- аварийный,
Под нормальным режимом работы подразумевается равенство проходящих по L и N проводам токов. В дифференциальном трансформаторе наводятся одинаковые по величине, но противоположные по вектору магнитные потоки. Они компенсируют друг друга. УЗО делает вывод, что утечка тока отсутствуют. Электропроводка продолжает работать в штатном режиме.
При аварийном режиме ток в одном из проводов меньше (больше) на величину утечки. Обычно она не превышает 100 мА. Но даже этого отклонения достаточно, чтобы нарушить равенство магнитных потоков в трансформаторе устройства и привести к срабатыванию УЗО. Электропроводка отключается.
Разновидности селективных УЗО
Стандартно для бытовых нужд используется переменное напряжение величиной 220 В и частотой тока равной 50 Гц. Однако в мире электротехнике все не так однообразно. Некоторые потребители питаются от напряжений других величин. Потребляемый ток может быть и постоянным. Поэтому УЗО производятся самыми разнообразными:
- Категория AC. Используются в цепях переменного тока. Нечувствительны к утечкам постоянного тока. Пример — (АВВ FH202)
- Кат. A. Универсальны. Используются в сетях с постоянным и переменным током (ИЭК ВД1-63)
- Кат. S. Используются для построения селективных защит с большими выдержками времени (АББ F204 A S-63/1).
- Кат. G. Применяются для селективных защит, но обладают большими временными характеристиками (Eaton Electric модель PFIM-G).
Обратите внимание! Отдельно выделяется 4 полюсное УЗО. Его используют для питания трехфазных потребителей (частотного привода, двигателя). Защитное устройство данного типа требует подключения 3 фаз и нуля.
Селективность по времени
Селективность (избирательность) защиты по времени основана на задержке срабатывания. Использовать необходимо минимум 2 устройства. Они должны в несколько раз отличаться по времени срабатывания. Для достижения свойства селективности важно соблюдать последовательность расположения УЗО. Чем ближе источник питания (электрический щит), тем больше время отключения защитного устройства.
УЗО, обладающее максимальной выдержкой времени, устанавливается на вводе в квартиру. Обычно это однофазное устройство S типа. Далее следуют обычные УЗО с меньшей выдержкой.
Важно! К общему вводному защитному устройству предъявляются повышенные требования по надежности. Если оно выйдет из строя, то отключатся или останутся без защиты нижестоящие потребители. Поэтому желательно, чтобы вводное устройство было от качественного производителя. Например, ABB или Schneider.
Селективность по току утечки
Селективность по току работает по схожему принципу. Но в качестве величины для избирательности используется не время, а ток утечки.
Также используется минимум 2 защитных устройства. То, что находится ближе к квартирному щитку, обладает большим значением тока срабатывания. Обычно для подобных задач применяют противопожарные УЗО с током отключения порядка 100 мА. Например, IEK 2п 63А 100мА ВД1-63 АС.
Далее по группам потребителей (отдельным комнатам) расставляются устройства с меньшим током утечки 5-30 мА. Если в одном из помещений развивается неисправность, то с большей вероятностью сработает только слаботочное реле на 30 мА. А противопожарное устройство на 300 мА, установленное на вводе, останется в работе. Таким образом, отключается только аварийное помещение.
Задержка срабатывания
Задержка срабатывания УЗО — это один из важнейших аспектов его работы. Особенно если говорить о селективных защитных системах, работа которых невозможна без отличающихся временных характеристик.
Время отключения указывается на корпусе аппарата. Обычно оно составляет от 0,001 до 0,5 с, чего достаточно для построения большинства селективных защит. Сама же задержка обеспечивается с помощью компактной электронной платы в составе прибора.
Области применения селективной защиты
Основная задача селективных УЗО — построение избирательной защиты. Поэтому такие приборы используются в широком перечне электрических систем:
- Самое простое — применение в квартире. Селективное защитное устройство необходимо, чтобы отключать именно аварийную комнату или розетку.
- Построение сложных электрических схем с потребителями, сильно отличающимися по мощности. Используется при раздельном питании частного дома, гаража и освещения сада. Обычно в таких случаях применяется трехфазное УЗО.
- В системах релейной защиты и автоматики. Селективное устройство позволяет организовать выдержку времени и задержки на переключения между основным и аварийным источником питания.
Подключение УЗО с селективной отсечкой
Селективное защитное устройство подключается по тем же правилам, что и обычное. Трудности возникают, если необходимо построить более сложную защиту с одновременным использованием приборов S-типа с другими устройствами автоматики.
При сборке схемы следует руководствоваться следующими принципами:
- Первоначально на ввод устанавливается автомат. Он защитит последующие цепи от коротких замыканий, позволит оперативно снять напряжение на время ремонта или обслуживания.
- После автомата подключается УЗО типа S. Иногда на его место устанавливается противопожарное устройство. Подойдет EKF ВД-100 2P на ток утечки 300 мА.
- Далее следуют потребители или другие УЗО с меньшим током и временем срабатывания. Если требуется именно селективная защита, то без дополнительных защитных устройств не обойтись.
Нюансы выбора и подключения УЗО типа S
Для подключения модулей типа S следует придерживаться стандартных электромонтажных правил:
- соединения выполняются с учетом маркировки,
- работы производятся со снятием напряжения,
Существуют правила, касающиеся только УЗО типа S:
- защитное устройство подбирается с учетом уставки на время срабатывания,
- последующие УЗО должны иметь в 3 раза меньший ток утечки,
- после установки работу устройства необходимо проверить нажатием кнопки «test»,
Важно! Устройство защитного отключения получает электропитание от защищаемой сети. Если на входе в УЗО произошел обрыв нулевого провода, оно не сможет отключить фазный даже в случае замыкания на землю. В том числе, если под напряжение попал человек.
Главное отличие селективного УЗО от простого — это более широкие временные характеристики. Такое свойство позволяет выполнять избирательную защиту. В результате отключается только неисправный потребитель, а исправные остаются в работе.
Применение селективных устройств защиты имеет особенности. Работая с ними, необходимо учитывать задержку на срабатывание по времени и току. Также нужно хорошо разбираться в подключении приборов данного типа. Ведь их схемотехника и настройка несколько сложнее, чем у обычных защитных аппаратов.