Тема 7: Какие применить автоматы?

Вопрос: Столкнулся с такой проблемой: при проектировании шкафа управления по расчетам вышел на автоматический выключатель 160 А. По правилу селективности, вводной должен быть на ступень выше (т.е. 200А), но по расчетам там хватает 160 А "за глаза". Вопрос: имею ли я право поставить вводной автомат на 160 А и почему?

Ответ 1: Можно попробовать взять автоматы с регулировкой. А вообще странно, может на выходе поставить 125А. Тут ведь еще надо учитывать характеристики настройки уставок. У одних тепловой расцепитель настроен на 1,0 Iн, у других на 1,3. Автомат на распредустройстве нужен больше для защиты питающего кабеля - т.е. если КЗ на верхних губках шкафного автомата, защита
в щитовой должна сработать раньше, чем расплавиться кабель.

Ответ 2: Посмотри в ПУЭ главу 3.

1) Нужно ли защищать питающую линию от перегрузки:

- да (см. ниже);
- нет. Поставь в голове автомат только с защитой от КЗ (обеспечив селективность по отношению к нижестоящему и отстроившись от пусковых токов, токов при самозапуске).
2) Посмотри время-токовую хар-ку автоматов. Насколько помню, при перегрузке 1,13 отключение происходит не менее чем через 1час.
3) Возможна регулировка теплового расцепителя, но не забывай про селективность защиты от КЗ.

Ответ 3: Если вы описываете такую ситуацию - шкаф, на отходящей линии которого ставится 160А, после вы с коэф. спроса поиграли и рассчитали, что ток этого шкафа тоже будет в пределах 160А и сейчас раздумываете, можно ли поставить вводной в этот шкаф 160 и на отход. линии тоже 160, если так, - то вот мой совет:

1. Где-то видел текст (то ли в ПУЭ то ли в СП, или вообще в ГОСТе на щиты), что вводной должен быть больше отходящих - найду, дам ссылку!

2. По логике, при перегрузке линии, на которой стоит 160 А, сработать должен этот автомат и служба экспл. будет разбираться, почему произошёл перегруз. В ситуации вводного тоже 160 А, неизвестно, что сработает первым, если вводной, то пришедший электрик-энергетик будут вас долго материть последними словами, ибо вообще непонятно из-за чего он сработал, то ли из-за перегрузки одной линии, то ли всего щита!

3. А если не хотите мучаться, поставьте на место вводного автомата - рубильник, это хоть и недёшево (их стоимость примерно одинаковая - если говорим про хорошие вещи).

4. Попробуйте поставить и честно пройти надзор, он вам всё расскажет, да ещё ссылки даст!

Ответ 4: А зачем вообще нужен автомат на вводе?

1. Для безопасной замены групповых автоматов.

2. Для защиты от КЗ непосредственно за автоматом (т.е. на шинах, перемычках и т.д.).

Так что просчитай 1ф КЗ, если проходит 200А, - ставь 200. И не забудь про селективность, а она, как известно, мало зависит от номинала автомата. При хорошем КЗ упадут и групповой и вводной.

Тема 8: УЗО и дифавтомат?

Вопрос: Чем отличаются? И что лучше всего? И ещё вопрос: А есть - ли УЗО, или ДВ с ДПН?
Также вопрос: А отключает - ли ДПН вместе с нолём и фазой нулевой защитный проводник? Это на случай перекоса, чтобы на занулённые корпуса к Земле не появилось напряжение.

Ответ 1: Диф. выключатель - это автомат и УЗО в одном флаконе. Хотя на некоторых сайтах диф. выключателем называют простое УЗО. Что лучше, трудно сказать. По мне, так лучше когда мухи и котлеты отдельно. Когда после нескольких хороших КЗ автомат перестает включаться, то меняешь только автомат. Во втором случае придется менять всё.

Ответ 2: Защитный ноль рвать нельзя ни в коем случае. Перекос фаз менее опасен, чем напряжение, пришедшее на все корпуса из-за аварийного контакта включённой фазы с отключённой землёй. Защитный ноль не отключится никогда по определению. Защитный ноль не идет ни через УЗО, ни через автоматы, ни через вставки плавки, ни через что. Это непрерывный проводник, через который при нормальных условиях не должен протекать ток!

Ответ 3: Нет такого слова «дифференциальный автомат»! Это просто неграмотно. А виноват Шнайдер - это он пустил это словечко своими проспектами с корявым переводом с французского. По-французски УЗО – "disjoncteur differentiel", что значит - "дифференциальный выключатель" и это совсем не означает, что это устройство с защитой от перегрузки и КЗ! Ну, можно еще сказать для краткости так: "комбинированное" УЗО. Это передает суть и не является ошибкой.

Если Вы монтируете классную электроустановку, то следует применять для определенной цели соответствующий защитный аппарат – для защиты от перегрузки и КЗ – автоматический выключатель с соответствующей характеристикой – «В» или «С», для защиты от токов утечки на землю УЗО с правильно выбранной уставкой – тогда Вы точно будете знать – что явилось причиной срабатывания защиты – сверхток или ток утечки на землю. "Комби" не позволяют установить причину. Комбинированные УЗО хороши для маленькой фиксированной нагрузки – рекламный щит в стенке автобусной остановки, будка сапожника и т.п.

Еще один аспект этого дела. Известно, что чем выше универсальность устройства, тем ниже его надежность. Это в полной мере относится к комбинированным УЗО – они очень сложны в сборке, имеют довольно сложный спусковой механизм и упрощенную систему гашения дуги (из-за недостатка пространства в корпусе устройства).

Многие западные фирмы имеют в своих производственных программах УЗО со встроенной защитой от сверхтоков, но доля их в общем производстве УЗО крайне мала – из-за низкого спроса, а у нас такие устройства почему-то очень любят… Дешево и сердито. Вот и обрадовались иностранные производители, что в России это покупают, и давай гнать сюда отстой. Дешево и сердито – приемлемо, если покупать штаны или зонтик, но не электрооборудование!

Так почему их все-таки любят? Вообще-то ответ есть. Нет ответа на другой вопрос. Какой грамотей влепил в новые «ПУЭ» (п. 7.1.76): «Рекомендуется использовать УЗО, представляющие единый аппарат с автоматическим выключателем…»? Вот это загадка – как в нормативный документ могла попасть такая глупость, а может быть умысел?

Устройства с 10000 Ампер термической стойкости безусловно на порядок надежнее и качественнее устройств с 4500 или 6000 А

ТЕОРИЯ: ТЕХНИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ УСТРОЙСТВ ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ

Согласно ГОСТ Р 50807-95 нормируются следующие параметры УЗО:

• Номинальное напряжение (Un) - действующее значение напряжения, при котором обеспечивается работоспособность УЗО. Un = 220, 380 В.
• Номинальный ток нагрузки (In) - значение тока, которое УЗО может пропускать в продолжительном режиме работы. In = 6; 16; 25; 40; 63; 80; 100; 125 А.
• Номинальный отключающий дифференциальный ток (I^n) - значение дифференциального тока, которое вызывает отключение УЗО при заданных условиях эксплуатации. I^n = 0,006; 0,01; 0,03; 0,1; 0,3; 0,5 А.
• Номинальный неотключающий дифференциальный ток (I^n0) - значение дифференциального тока, которое не вызывает отключение УЗО при заданных условиях эксплуатации. I^n0 = 0,5 I^n.
• Предельное значение неотключающего сверхтока (Inm) - минимальное значение неотключающего сверхтока при симметричной нагрузке двух и четырехполюсных УЗО или несимметричной нагрузке четырехполюсных УЗО. Inm = 6 In.
• Сверхток - любой ток, который превышает номинальный ток нагрузки.
• Номинальная включающая и отключающая способность (коммутационная способность) (Im) - действующее значение ожидаемого тока, который УЗО способно включить, пропускать в течение своего времени размыкания и отключить при заданных условиях эксплуатации без нарушения его работоспособности. Минимальное значение Im = 10 In или 500 А (выбирается большее значение).
• Номинальная включающая и отключающая способность по дифференциальному току (I^m) - действующее значение ожидаемого дифференциального тока, которое УЗО способно включить, пропускать в течение своего времени размыкания и отключить при заданных условиях эксплуатации без нарушения его работоспособности. Минимальное значение I^m = 10 In или 500 А (выбирается большее значение).
• Номинальный условный ток короткого замыкания (Inc) - действующее значение ожидаемого тока, которое способно выдержать УЗО, защищаемое устройством защиты от коротких замыканий, при заданных условиях эксплуатации, без необратимых изменений, нарушающих его работоспособность. Inc = 3000; 4500; 6000; 10 000 А.
• Номинальный условный дифференциальный ток короткого замыкания (I^c) - действующее значение ожидаемого дифференциального тока, которое способно выдержать УЗО, защищаемое устройством защиты от коротких замыканий при заданных условиях эксплуатации без необратимых изменений, нарушающих его работоспособность. I^c = 3000; 4500; 6000; 10 000 А.
• Номинальное время отключения Tn - промежуток времени между моментом внезапного возникновения отключающего дифференциального тока и моментом гашения дуги на всех полюсах.

Стандартные значения максимально допустимого времени отключения УЗО типа АС при любом номинальном токе нагрузки и заданных нормами значениях дифференциального тока не должны превышать приведенных в табл. 4.1.

Таблица 4.1.

Время отключения Tn, с
IDn	2 IDn	5 IDn	500 А
0,3	0,15	0,04	0,04

Максимальное время отключения, установленное в табл. 4.1, распространяется также на УЗО типа А. При этом испытания УЗО типа А проводят при значениях токов I^n, 2I^n, 5I^n и 500 А с коэффициентом 1,4 (при I^n > 0,01 А) и с коэффициентом 2 (при I^n = < 0,01 А).

Стандартные значения допустимого времени отключения и неотключения для УЗО типа S при любом номинальном токе нагрузки свыше 25 А и значениях номинального дифференциального тока свыше 0,03 А не должны превышать приведенных в табл. 4.2.

Таблица 4.2.

Дифференциальный ток	IDn	2 IDn	5 IDn	500 А
Максимальное время отключения	0,5	0,2	0,15	0,15
Минимальное время неотключения	0,13	0,06	0,05	0,04

На рис. 4.1 приведена графическая интерпретация области срабатывания УЗО в зависимости от кратности дифференциального тока.

Рисунок 4.1.

Времятоковая характеристика УЗО.

ТЕОРИЯ: ТИПЫ УСТРОЙСТВ ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ

По условиям функционирования УЗО подразделяются на следующие типы: АС, А, В, S, G.

• УЗО типа АС - устройство защитного отключения, реагирующее на переменный синусоидальный дифференциальный ток, возникающий внезапно, либо медленно возрастающий.
• УЗО типа А - устройство защитного отключения, реагирующее на переменный синусоидальный дифференциальный ток и пульсирующий постоянный дифференциальный ток, возникающие внезапно, либо медленно возрастающие.
• УЗО типа В - устройство защитного отключения, реагирующее на переменный, постоянный и выпрямленный дифференциальные токи.
• УЗО типа S - устройство защитного отключения, селективное (с выдержкой времени отключения).
• УЗО типа G - то же, что и типа S, но с меньшей выдержкой времени.

ТЕОРИЯ: МАРКИРОВКА УСТРОЙСТВ ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ

На каждом УЗО должна быть стойкая маркировка с указанием всех или, при малых размерах, части следующих данных.
1. Наименование или торговый знак (марка) изготовителя.
2. Обозначение типа, номера по каталогу или номера серии.
3. Номинальное напряжение Un.
4. Номинальная частота, если УЗО разработано для частоты, отличной от 50 и (или) 60 Гц.
5. Номинальный ток нагрузки In.
6. Номинальный отключающий дифференциальный ток IDn.
7. Номинальная наибольшая включающая и отключающая коммутационная способность Im.
8. Номинальный условный ток короткого замыкания Inc.
9. Степень защиты (только в случае ее отличия от 1Р20);
10. Символ [S] для устройств типа S, [G] для устройств типа G.
11. Указание, что УЗО функционально зависит от напряжения сети, если это имеет место.
12. Обозначение органа управления контрольным устройством - кнопки "Тест" - буквой Т.
13. Схема подключения.
14. Рабочая характеристика: тип АС - символ , тип А - символ

Маркировка по п.п. 2, 3, 5, 6, 8, 10, 12, 14 должна быть расположена так, чтобы быть видимой после монтажа УЗО. Информация об устройстве по п.п. 1, 7, 13 может быть нанесена на боковой или задней поверхности устройства, видимых только до установки изделия. Информация об устройстве по п.п. 4, 9, 11, а также значения интеграла Джоуля I2t и пикового тока Ip должны быть приведены в эксплуатационной документации. Выводы, предназначенные исключительно для соединения цепи нулевого рабочего проводника, должны быть обозначены буквой "N". Стандартные значения температуры окружающей среды (-5-40 `С) могут не указываться. Диапазон температур (-25-40 `С) обозначается символом .

ТЕОРИЯ: ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ ПО ПРИМЕНЕНИЮ УЗО

Выбор конкретных типов УЗО необходимо проводить, руководствуясь следующими общими требованиями:

- УЗО должно реагировать не только на переменный, но и на пульсирующий постоянный ток утечки. Это требование обусловлено применением в быту электроприборов с выпрямителями и тиристорным управлением (стиральные машины с регулятором скорости, телевизоры, видеомагнитофоны и др);

- УЗО не должно реагировать на броски и импульсы рабочего и пускового токов амплитудой до 250А;

- УЗО должны обладать высокой термической стойкостью, т.е. они должны сохранять работоспособность после протекания тока короткого замыкания (6000-10000А) в интервале времени от возникновения короткого замыкания до разрыва цепи плавкой вставкой;

- УЗО должно сохранять работоспособность в широком интервале температур (-25°С...+40°С), при кратковременных (до 5 секунд) провалах напряжений до 50% от номинального;
- во всех случаях применения УЗО должно обеспечивать надёжную коммутацию цепей нагрузки с учётом возможных перегрузок;

- на групповых линиях, которые питают штепсельные розетки для переносных электрических приборов, рекомендуется предусматривать УЗО с номинальным дифференциальным током срабатывания не больше 30 мА.

Установка УЗО является обязательной, если устройство защиты от сверхтоков (автоматический выключатель, предохранитель) не обеспечивает заданного времени автоматического отключения при номинальном напряжении 220 В, и если установка не охвачена системой сравнивания потенциалов или розетки расположены извне помещений и в помещениях, особенно опасных или с повышенной опасностью (например, в ванных и душевых помещениях).
В случае установки УЗО последовательно должны выполняться требования селективности. При двух- и многоступенчатых схемах УЗО должно быть размещено ближе к источнику питания и иметь уставку и время срабатывания втрое большие, чем УЗО, размещенное ближе к потребителю. В зоне действия УЗО нулевой рабочий проводник не должен иметь соединения с заземленными элементами и нулевым защитным проводником. Во всех случаях УЗО должен обеспечивать надежную коммутацию колец нагрузки с учетом возможных перегрузок.

Должны использоваться преимущественно УЗО, являющиеся единым аппаратом с автоматическим выключателем, обеспечивающим защиту от сверхтоков. Использование УЗО в групповых линиях, которые не имеют защиты от сверхтоков, без дополнительного аппарата, который обеспечивает эту защиту, не допускается.

Дифференциальный автомат размыкает электрическую цепь при воздействии на него любого из трех факторов неисправности:

• короткого замыкания (на него реагируют катушки с сердечником);

• тока перегрузки (срабатывают биметаллические пластины);

• дифференциального тока утечки (в этом случае действует магнито-электрический расцепитель).

Существует два типа дифференциальных устройств отключения: «AC» и «А». Различие между ними заключается в чувствительности этих приборов к постоянному току, появляющемуся в обычной переменной сети под воздействием работы бытовой техники. УЗО типа «АС» имеет специальное обозначение на корпусе - синусоида в прямоугольнике. Оно чувствительно только к переменному (синусоидальному) току утечки, в то время как стиральные машины с регулятором скорости, регулируемые источники света, видеомагнитофоны, компьютеры, аудиотехника искажают, выпрямляют синусоиду и являются источниками пульсирующего тока. В таких условиях УЗО типа «АС» резко теряет чувствительность, а значит, и способность надежно оберегать человека от поражения током. Здесь выручают приборы типа «А», реагирующие как на переменные, так и на пульсирующие токи повреждений (токи утечки с постоянной составляющей). Такие УЗО дороже, чем УЗО типа «АС», на 20-50%, но для групп розеток, да и для групп освещения, желательно применять именно их. Устройства защитного отключения обоих типов («АС» и «А») существуют либо в варианте S (селективный), либо в обычном исполнении. Исполнение S (тип «А» или «АС») подразумевает срабатывание с задержкой по времени. Используется, когда нужно дать дополнительное время для первоочередного срабатывания других защитных устройств или автоматов.

В домах могут использоваться УЗО типа «А», которые реагируют как на переменный, так и на пульсирующий токи повреждений, или «АС», реагирующие только на переменный ток утечки. Допускается присоединение к одному УЗО нескольких групповых линий через отдельные автоматические выключатели (предохранители). В жилых домах УЗО рекомендуется устанавливать на квартирных щитках, допускается их установка на этажных щитках.
Установка УЗО в линиях, питающих стационарно установленное оснащение и светильники, а также в общих сетях освещения, не обязательно. Запрещается установка УЗО для электроприёмников, отключение которых может привести к ситуациям, опасным для потребителей (выключение противопожарной сигнализации и т.п.).

Суммарная величина токов утечки сети с учетом присоединенных стационарных и переносных электроприёмников в нормальном режиме работы не должна превышать 1/3 номинального тока УЗО. Из-за отсутствия данных о токах утечки электроприёмников их следует принимать из расчета 0,3 мА на 1 А тока нагрузки, а ток утечки сети - из расчета 10 мкА на 1 м длины фазного проводника.

Номинал (номинальный отключающий дифференциальный ток) каждой последующей от ввода электроэнергии в дом защиты выбирается на ступень ниже (или даже еще меньше), но никогда не может быть больше! Иными словами, если на вводе в квартиру стоит УЗО, рассчитанное на ток утечки 30 мА, то УЗО, предназначенное для ветви ванной комнаты, кухни или отдельно стиральной машины, должно рассчитываться на 10 или 6 мА. При выполнении этого условия в критической ситуации первым сработает защитное устройство, ближайшее к месту неисправности. Например, при неисправности в электроплите сработает УЗО в цепи электроплиты. Все другие линии, в том числе освещение, останутся в рабочем режиме. Чтобы защита перед объектом гарантированно сработала в первую очередь, на вводно-распределительном устройстве монтируется УЗО, действующее с некоторой задержкой по времени (порядка 0,1-0,5 секунды), то есть УЗО в S-селективном исполнении.

Для повышения уровня защиты от загорания при замыканиях на заземленные части, если величина тока недостаточна для срабатывания защиты максимального тока, на вводе в квартиру, индивидуальный дом и т.п. рекомендуется установка УЗО с током срабатывания до 300 мА. Например, ток величиной в 500 мА, протекающий через горючие материалы на протяжении некоторого времени, способен вызвать их возгорание. В каждой электроустановке всегда существуют утечки тока, которые могут значительно изменяться в зависимости от состояния оборудования, времени его эксплуатации, условий окружающей среды и т. д. Токи утечки проходят в металлических частях конструкции (трубах, балках и других элементах) и нагревают их, что может вызвать возгорание.

Если УЗО предназначено для защиты от поражения электрическим током и для защиты от пожара или только для защиты от пожара, то оно должно выключать как фазный, так и нулевой рабочий проводники. В этих случаях защита от сверхтока в нулевом рабочем проводнике не требуется. УЗО на ток до 30 мА рекомендуется использовать как дополнительную защиту для нагревательных элементов «тёплого» пола ванных и душевых помещений. УЗО, как правило, следует устанавливать в групповых сетях, питающих штепсельные розетки.