Противопожарное УЗО: где ставится, как работает, схема подключения

Общие функции дифференциального выключателя

В бытовых и промышленных сетях применяют несколько видов защитных устройств для предотвращения возгорания и поражения людей электрическим током. Все рассчитаны на срабатывание в случае поломки электроустановок или пробоя изоляции проводов.

Принцип работы, элементы внутри и контролируемые свойства различны. Однако задача везде одна — при возникновении проблем быстро разорвать цепь питания.

Не стоит путать УЗО и дифавтомат, устройство и функционал у них разный. Первый прибор только проверяет возникновение тока утечки, а второй также предназначен для работы при коротких замыканиях и перегрузках в сети

RCD (Residual Circuit Breaker) — это электрическое устройство, которое разрывает линию электропередачи при возникновении большого тока утечки. Последнее возникает при пробое слоя изоляции в различных тепловых электронагревателях и проводах.

Если в этот момент человек прикоснется к корпусу сломанного оборудования, электрический ток пройдет через него на землю. А это полно серьезных травм. Для предотвращения этого в цепь ставится выключатель замыкания на землю (выключатель защитного отключения).

Он состоит из УЗО обычного и пожаротушения из:

• корпус;
• трансформатор с тремя обмотками;
• реле ЭМП.

В нормальных условиях эксплуатации электрический ток, проходящий через обмотки трансформатора, создает магнитные потоки с разными полюсами. Кроме того, при их добавлении достигается окончательный нуль. Реле в этом состоянии находится в замкнутом состоянии и подает ток.

Но когда происходит утечка, баланс обмоток нарушается. Соответствующий автоматический выключатель реагирует на это и размыкает цепь. В результате пропадает напряжение в сети – сломанный электроприбор деактивируется, и человеку больше ничего не угрожает. Срабатывание УЗО происходит всего за несколько миллисекунд.

Электрооборудование становится источником возгорания, когда:

• короткие замыкания;
• перегрузка в сети и/или самой электроустановке;
• избыточные утечки, связанные с износом изоляции.

В первых двух случаях защитное отключение производится дифавтоматом (тепловым электромагнитным расцепителем) или перегоранием предохранителя. Для третьей ситуации именно рассматриваемое УЗО на дифференциальный ток. Существуют также специальные устройства контроля изоляции, но они дороги и редко устанавливаются в квартирных или домовых щитках.

Назначение дифференциальных выключателей

Дифференциальные выключатели предназначены для защиты электрической сети от коротких замыканий и асимметрии тока. Принцип действия таких устройств основан на сравнении величин и направлений токов, протекающих в L и N проводниках питающей сети. Если они равны, дифференциальная машина остается во включенном состоянии. Если он другой, он отключит нагрузку.

Особенностью работы дифференциального автомата является то, что он, помимо сравнения токов между собой, измеряет их абсолютную величину. Таким образом, помимо функции сравнения дифференциальная машина выполняет задачу отключения потребителя при перегрузке по току. В этом отношении его роль аналогична роли обычного автоматического выключателя.

В итоге можно выделить 2 задачи, которые выполняет дифференциальная машина:

• защита при перекосе нагрузки или утечке тока на землю;
• отключение потребителя при перегрузке или коротком замыкании.

Необходимо понимать разницу между устройством защитного отключения и устройством защитного отключения. УЗО используется только для обнаружения утечек. Дифференциальный автомат работает по аналогичному принципу, но дополнительно защищает сеть от коротких замыканий и перегрузки по току.

Как УЗО предотвращает пожар

Для таких целей используются специальные противопожарные устройства. Их функция – большой ток утечки. Значения выбирают исходя из мощности потребителя и нормальных токов утечки (возникающих из-за старения изоляции). Ориентировочные значения следующие:

• до 100 мА — для рядовых потребителей, квартир и частных домов;
• до 300мА — для промышленных потребителей, мастерских и мелких мастерских.

В большинстве случаев пожары возникают из-за плохого контакта или плохой изоляции проводов. Ток начинает течь через защитный слой кабеля к окружающим предметам. Например, фитинги или металлические корпуса для электроприборов. Ток приводит к нагреву поврежденного участка. Со временем температура повышается до тех пор, пока изоляция не воспламенится.

Роль противопожарного устройства заключается в заблаговременном закрытии потребителя при возникновении токов утечки тепла. Впоследствии такое отключение спасает провода от возгорания. А УЗО не позволит подать напряжение, пока не будет найден поврежденный участок и не будет устранена проблема.

Дополнительная информация. Если устройство защитного отключения срабатывает слишком часто по неизвестной причине, следует обратить внимание на исправность самого устройства. Нередко само УЗО является виновником ложных срабатываний. Чтобы избежать подобных проблем, лучше покупать автоматику надежных производителей, таких как ABB.

Выбор противопожарного защитного устройства

Существует большое количество различных моделей УЗО. Каждый из них оптимально подходит для конкретной задачи. Например, однофазные устройства защиты используются для защиты обычных квартир, а трехфазное уже пригодится для небольшой мастерской.

Разница есть и в максимальных токах, которые способно пропускать УЗО. Для квартиры достаточно блока на 25-32 А. Для промышленных предприятий обычно требуется блок не менее 63 А, что соответствует потребителю мощностью примерно 15 кВт.

Поэтому существует ряд критериев, по которым следует выбирать УЗО. Наиболее важные из них:

1. Ток утечки. У противопожарных моделей он находится в пределах 100-300 миллиампер.
2. Электронное или электромеханическое УЗО. Этот фактор влияет на надежность устройства.
3. Селективное или неселективное устройство. Зависит от объема и сложности схемы.

Ток утечки УЗО

Типичные значения 100-300 мА. Выбор должен основываться на двух факторах:

1. Разветвление электрических проводов. Чем он больше, тем выше утечка.
2. Состояние изоляции. Чем он старше, влажнее и грязнее, тем сильнее течь.

Для квартиры используется УЗО на 100 мА. Объясняется это малой разветвленностью и общей длиной проводов. Ведь чем больше площадь кабелей, проложенных в стенах, тем легче току найти слабое место в изоляции и просочиться в близлежащие заземленные конструкции.

Крупные промышленные потребители имеют более протяженные пути электроснабжения. Также они имеют большую длину. Поэтому току легче найти слабую изоляцию и покинуть токопроводящую жилу.

Дополнительная информация. Здесь стоит подчеркнуть, что утечка тока и замыкание на землю — это разные вещи. При коротком замыкании сопротивление изоляции падает почти до нуля. Поэтому возникают огромные и разрушительные токи короткого замыкания, сопровождающиеся искрами и электрическими дугами.

Утечка тока через изоляцию является обычным и нормальным явлением. В разумных пределах он встречается даже в новых электрических кабелях.

Еще одним важным фактором, увеличивающим ток утечки, является состояние изоляции. Влага, частицы грязи, металлическая пыль и трещины снижают стойкость защитного слоя. Обычно это происходит со старой проводкой. В результате увеличивается ток утечки. Поэтому, если проводка старая или находится во влажной среде, целесообразно выбрать УЗО, рассчитанное на большие утечки.

Электронное или механическое устройство

Продаваемое противопожарное оборудование делится на 2 вида по конструкции:

1. Электронно. Содержит небольшую печатную плату, которая управляет контактами.
2. Электромеханический. Они работают без сложной электроники.

У электронных устройств есть обратная сторона. Для их работы необходимо наличие напряжения в защищаемой линии. Поэтому при обрыве нулевого проводника перед УЗО оно теряет свою функцию и не работает при повреждении изоляции.

Электромеханические устройства более надежны в этом отношении. Они не так критичны к качеству питающего напряжения и менее подвержены перенапряжениям и понижениям напряжения.

Обычное УЗО или селективное

Обычные устройства защиты подходят для небольших потребителей. Они подходят для квартир с небольшим количеством комнат и надежной изоляцией проводов. Главный недостаток таких устройств – невозможность быстро выяснить, где именно возникла утечка тока. То есть, если где-то в квартире будет повреждена изоляция, будет отключено электроснабжение всего помещения.

Селективные автоматические выключатели замыкания на землю используются для формирования селективной защиты. Обычно это устройства категории S. Их использование позволяет локализовать место повреждения изоляции и отключить от питания только проблемный участок.

Селективные устройства защитного отключения устанавливаются на входе в электрощит. Они подходят для крупных разветвленных потребителей или многокомнатных квартир, где поиск места утечки тока может занять слишком много времени.

Где используется противопожарное защитное устройство

Противопожарные УЗО применяются для защиты от пожара в многоквартирных домах. Жильцы устанавливают охранные устройства в своих распределительных щитах на входе в квартиру. В этом случае по требованиям энергоснабжающей организации УЗО устанавливают после прибора учета.

За редким исключением применяют стандартные огнетушители с током утечки до 100 мА. Для среднестатистической квартиры с современной проводкой это значение является оптимальным.

Еще одна область применения противопожарного УЗО – защита частного дома из дерева. Материал для стен здесь базовый. Древесина более склонна к горению. Он имеет меньшее удельное сопротивление, чем бетон. Поэтому в деревянном доме риск возгорания из-за проблем с проводкой на порядок выше, чем в бетонном. Следовательно, УЗО для зданий из природных материалов гораздо актуальнее, чем для кирпича или бетона.

УЗО также могут использоваться в составе более сложных систем пожаротушения. Например, в сочетании с противопожарным оборудованием таких компаний, как AAB Technology.

Монтаж и типовые схемы подключения противопожарного УЗО

Для установки устройства противопожарного отключения необходим минимальный набор инструментов, некоторый опыт электромонтажных работ и схема, подходящая для потребителя. Перед монтажом ориентируйтесь на следующий перечень инструментов и материалов:

• плоскогубцы, кусачки, 1-2 м проволоки сечением 2,5 кв.мм;
• индикаторная отвертка, мультиметр или контрольная лампочка;
• само УЗО и инструкция по установке;
• подходящая схема подключения.

Важно! Перед установкой защитного устройства необходимо снять напряжение с электрощита. Для этого выключите первоначальный автоматический выключатель и убедитесь в отсутствии опасного потенциала с помощью индикатора или вольтметра. В идеале лучше использовать лампу накаливания.

Возникают трудности в выборе подходящей схемы. Щит дома может иметь или не иметь заземляющий провод. Некоторым потребителям для работы требуется 3 фазы питания, а некоторым только одна. Поэтому ниже приведены некоторые типовые схемы подключения УЗО противопожарной защиты.

Подключение однофазного УЗО

Одна из самых популярных схем. Применяется в квартирах и частных домах с однофазным электричеством без заземляющего провода:

1. На входе в электрощит установлен автоматический выключатель. Он защитит последующие цепи от короткого замыкания.
2. За ним следует метр. В данном случае он однофазный.
3. Затем подключается автоматический выключатель замыкания на землю. Прокладка кабеля осуществляется согласно маркировке на корпусе устройства.
4. После УЗО нейтраль необходимо подключить к общей N-шине, а фаза расходится по групповым автоматам.

Читайте также: Прожекторы на солнечных батареях: светодиодный прожектор с датчиком движения и без, уличные модели для дачи и загородного дома, автономные и другие прожекторы

Подключение трехфазного УЗО

Для защиты трехфазной сети от пожара необходим четырехполюсный блок на 380 В. В остальном принципы монтажа остаются прежними. Сначала идет вводной автомат, затем счетчик и групповые автоматы или автоматы защиты от замыканий на землю.

Основной задачей пожарного УЗО является защита проводов от возгорания. Устройства этого класса рассчитаны на относительно высокие токи утечки до 300 мА. Поэтому они не подходят для обеспечения безопасности человека от поражения электрическим током.

На ток утечки пожарного УЗО влияет состояние и возраст проводов. Это также влияет на длину и ветвление. Чем хуже состояние кабелей, тем выше риск ложного срабатывания устройства защиты.

На чем основана противопожарная защита

Короткое замыкание между токоведущими частями электрооборудования и заземленными частями конструкции вызывает ток короткого замыкания, достаточный для срабатывания автоматического выключателя.

Однако при повреждении изоляции не всегда происходит короткое замыкание. В некоторых случаях появляется ток утечки, величина которого составляет всего 100-500мА.

При напряжении 220В мощность, выделяемая на месте замыкания, достигает 100Вт. Аналогичной мощности обладает пламя зажигалки, и его достаточно, чтобы нагреть место аварии до температуры воспламенения находящихся поблизости горючих материалов. Для защиты от подобных ситуаций используется противопожарное УЗО.

Настройка такого устройства в зависимости от модели от 100 до 500мА. Такие токи опасны для здоровья и жизни человека, но пожарное УЗО для частного дома способно защитить электропроводку от возгорания, а дом от возгорания.

Конструкция и принцип работы этого устройства ничем не отличаются от обычных устройств, кроме более высокого тока утечки. В УЗО и автоматах, применяемых в домашней электропроводке, он составляет 10-30мА. Номинальный ток противопожарных устройств может быть любым, но обычно он начинается от 25А и зависит от реле, установленного внутри устройства.

Информация! Количество полюсов зависит от количества фаз – двухполюсные устройства устанавливаются в однофазной сети, а четырехполюсные – в трехфазной.

Схема подключения противопожарного УЗО

Смертельный для человека ток в сети переменного напряжения равен 100мА, поэтому для защиты электроприборов применяют УЗО с уставкой 10 или 30мА.

Противопожарное УЗО на 100 или 300 мА не может защитить от поражения электрическим током, поэтому такие устройства устанавливаются в электрощитах для аварийного отключения всего здания. Это обеспечивает селективность защиты.

Селективность защиты – это такое схемотехника и выбор параметров устройства защиты, при котором в аварийной ситуации отключается только неисправная часть, а все остальное оборудование остается подключенным к сети.

Четыре УЗО размыкают силовые кабели и автоматические выключатели, позволяя отключать только участок, где произошло короткое замыкание, и снижая количество ложных срабатываний.

Например, если вода попадет на электронное управление стиральной машины, шнур питания отключится, а все остальные электроприборы останутся включенными.

В некоторых ситуациях вместо этого устройства целесообразно установить дифавтомат с теми же параметрами защиты. Это позволяет сэкономить место в электрошкафу или улучшить защиту, заменив обычный автоматический выключатель на дифференциальный.

Номинал противопожарного УЗО

Выбор пожарного УЗО для защиты дома связан с необходимостью отключения тока при появлении тока утечки в нескольких линиях одновременно. При этом утечка в каждом отдельном кабеле может быть небольшой, но общий ток значителен. Подобная ситуация возникает, например, при повышенной влажности в ванной или затоплении квартиры соседями с верхнего этажа.

Кроме того, параметры УЗО противопожарной защиты должны обеспечивать отсутствие срабатываний при отключении одного из защитных устройств, расположенных ближе к месту аварии. Этим требованиям отвечает двух- или трехступенчатая система защиты, где ток уставки для каждой следующей ступени выше, чем для предыдущей.

Распространенные модели противопожарных УЗО имеют номинальный ток утечки 100 для квартиры или частного дома и 300мА для входного щитка в многоквартирном доме. Также есть блоки с регулируемыми настройками — 40-100, 63-100, 63-300 и 100-300мА. Количество полюсов зависит от количества фаз — 2 полюса в однофазной сети и 4 в трехфазной сети.

Номинальный ток УЗО определяется входным автоматическим выключателем и должен быть равен или больше номинального тока автомата.

Чем противопожарное УЗО отличается от обычного

Принцип работы всех устройств защитного отключения одинаков. Отличие только в потоке настройки, именно он определяет место установки и назначение устройства:

• 10 мА. Используется только для защиты стиральной машины или розеток в ванной комнате. При подключении к устройству розеток или освещения в других частях квартиры ток уставки возрастает до 30мА.
• 30 мА. Наиболее распространенная номинальная дифференциальная защита устанавливается на все линии бытовой электропроводки.
• 100, 300 и 500 мА. УЗО с такими номиналами называются пожаротушащими. Они не защищают людей от поражения электрическим током, но защищают провода от возгорания.

Так зачем нужны УЗО противопожарной защиты? Эти устройства устанавливаются в вводных щитах и ​​шкафах, сразу после вводного автомата или электросчетчика. Они защищают не потребителей, а кабели и электрощиты. Ток уставки этих устройств выбирают таким образом, чтобы обеспечить селективность защиты.

Отличие противопожарного от обычного УЗО:

1. 1. Настройка тока утечки;
2. 2. Назначение на защиту.

Название этого класса устройств «пожаротушения» указывает на основное назначение таких устройств. Прежде всего, они защищают электропроводку от возгорания.

При токе утечки 300 мА в сети 220 В в месте повреждения изоляции выделяется мощность около 60 Вт. Этого достаточно, чтобы нагреть конструкцию до температуры воспламенения. Если лампу накаливания такой мощности накрыть листом бумаги, через некоторое время бумага может обуглиться или даже загореться.

Так как же работает противопожарное УЗО? Принцип действия этих устройств такой же, как у устройств с более низкой настройкой и основан на сравнении токов в нулевом и фазном проводах:

1. 1 в нормальной ситуации эти токи равны;
2. 2 при нарушении изоляции между фазным проводом и заземленным корпусом электроприбора или конструктивными элементами здания возникает ток утечки;
3. 3 ток, протекающий через нейтральный провод, уменьшается на величину тока утечки;
4. 4 нарушено равенство токов в нулевом и фазном проводах;
5. 5, когда ток утечки достигает значения, равного или превышающего уставку RCD, устройство отключается.

Важно! Основным недостатком этих устройств является большое значение уставки — выше опасного для жизни человека. Поэтому противопожарные УЗО применяются только в сочетании с групповыми УЗО с меньшей уставкой.

Где ставится противопожарное УЗО

Автомат защиты от пожара устанавливается в электрощитах квартиры после счетчика, в панелях перекрытий или во входных экранах дома. Их также можно разместить в распределительном устройстве понижающей трансформаторной подстанции.

Основное назначение этих устройств заключается в следующем:

• защита кабеля, соединяющего измерительный стол и жилой дом.
• защита участков электропроводки, где нет УЗО;
• отключение электрощитов при коротком замыкании внутри экрана;
• дублирование нижестоящей дифференциальной защиты.

Для обеспечения селективности вышестоящее УЗО противопожарной защиты следует выбирать с уставкой в ​​3 раза выше, чем нижестоящее.

Например, устройство защиты отдельной линии должно иметь ток срабатывания 30 мА, устройство в квартирном щите должно быть выбрано с уставкой 100 мА, защита на этаже должно быть выбрано с током срабатывания 300 мА, а общий корпус устройства должен иметь настройку 500 мА.

Кроме того, необходимо учитывать время отклика. Он также должен отличаться в 3 раза. Для отдельных линий и электроаппаратов выбирается наиболее быстродействующее устройство, в противном случае при больших токах утечки возможно одновременное отключение всех защитных устройств — от подключенных к отдельному электроаппарату до общего.

Каким номиналом выбрать УЗО 100 или 300 мА?

При выборе противопожарного УЗО возникает вопрос – какими параметрами должно обладать устройство? Если с номинальным током все просто, он должен быть равен или больше соответствующего автоматического выключателя, то ток уставки зависит от места установки аппарата.

В квартирном щитке достаточно 100мА, а на этаже желательно установить прибор с настройкой 300мА.

При отсутствии пожарного УЗО в квартирном щите устройство с уставкой 100мА размещают в этажном или общедомовом щите. Общее правило выбора тока отключения следующее — чем меньше, тем лучше. Мощность утечки даже в блоке на 100 мА составляет 22 Вт, что эквивалентно мощности паяльника средней мощности.

Задержка отключения (селективность) УЗО

По времени задержки срабатывания УЗО делятся на 3 типа:

УЗО без выдержки времени используются для защиты человека от поражения электрическим током и возгорания из-за неисправности электропроводки. УЗО без выдержки времени устанавливается на линии с электроприемниками. Они являются первой линией обороны.

УЗО типа S (селективное), называемое также противопожарным. Это УЗО типа S срабатывает с задержкой (0,2-0,5 сек), поэтому оно не защищает человека, а защищает только от возгорания. УЗО пожарной защиты устанавливается в начале линии после вводного автомата и защищает вводной кабель и подключение автоматики в экране, а также является второй ступенью дифференциальной защиты всего дома от пожара.

О том, что это УЗО селективное, можно сказать по букве «С» на панели, что означает УЗО селективное с задержкой срабатывания.

Примеры однофазного селективного противопожарного УЗО АББ на 100 мА и трехфазного УЗО на 300 мА от Schneider Electric.

УЗО типа S выбирают с номинальным током утечки 100-300 мА. УЗО пожарной защиты с уставкой 100-300 мА является второй ступенью защиты, и по правилам, если на одной линии в цепи установлено несколько УЗО, каждая последующая ступень должна быть с большей выдержкой времени на срабатывание и текущая настройка.

СП31-110-2003 пА4.2 При последовательной установке автоматических выключателей защиты от замыканий на землю должны выполняться требования селективности.

При двух- и многоступенчатых схемах автоматический выключатель защиты от замыканий на землю, расположенный ближе к источнику питания, должен иметь уставки по току срабатывания и время срабатывания не менее чем в три раза больше, чем автоматический выключатель защиты от замыканий на землю, расположенный ближе к потребителю.

Если бы задержки не было, а у нас на линии два УЗО, одно на 30мА, другое на 100мА, то при утечке тока и УЗО, и УЗО на 100мА выводили бы из строя весь дом. Поэтому, чтобы не выбегать на улицу в шортах на морозе и включить пожарное УЗО в уличном щитке, пожарное УЗО выбирают с настройкой, достаточной для предотвращения возгорания.

УЗО типа Г, то же, что и типа С, только с меньшей выдержкой времени 0,06-0,08 сек. УЗО встречаются редко и мне приходилось ждать их «прихода» по 2-3 месяца, что очень неудобно для меня, т.к электрощитки зависают долго.