УЗО - призначення, принцип будови, вибір

Тема у розділі 'Электрика и освещение', створена користувачем vitalijmobi, 4 лют 2013.

  1. vitalijmobi

    vitalijmobi Майстер

    Повідомлення:
    61
    Симпатії:
    61
    Адреса:
    Львів
    Пристрої захисного відключення (ПЗВ, УЗО-рос;) є одним з найбільш затребуваних пристроїв, що застосовуються як будівельними корпораціями, так і приватними користувачами.. Але як переконатися в правильності вибору УЗО? Сподіваюся ця стаття дозволить Вам легше орієнтуватися в насиченому різноманітними моделями ринку УЗО.
    Пристрій захисного відключення. Основи

    Пристрої захисного відключення (УЗО) або, інакше, пристрої диференціальної захисту, призначені для захисту людей від ураження електричним струмом при несправності електрообладнання або при контакті з розташованими під напругою частинами електроустановки, а також для запобігання загорянь і пожеж, викликаних струмами витоку і замикання на землю . Ці функції не властиві звичайним автоматичним вимикачам, що реагують лише на перевантаження або коротке замикання.
    Чим обумовлена протипожежна затребуваність цих пристроїв?
    Якщо вірити статистиці, то причиною близько 40% всіх пожеж є "замикання електропроводки".
    У багатьох випадках за загальною фразою "замикання електропроводки" часто криються витоку електричного струму, які виникають внаслідок старіння або пошкодження ізоляції. При цьому сила струму витоку може досягати 500мА. Дослідним шляхом встановлено, що при протіканні струму витоку саме такої сили (а що таке півампера? Ні тепловий, ні електромагнітний розчіплювач на струм такої сили просто не реагують - хоча б з тієї причини, що вони для цього і не призначені) протягом максимум півгодини через вологу тирсу відбувається їх мимовільне займання. (І відноситься це не тільки до тирси, а й взагалі до будь-якого пилу.)

    Переглянути вкладення 36284

    А як пристрої диффзахисту захищають нас з Вами від ударів електроструму?
    У разі дотику людини до струмоведучих частини через його тіло потече струм, величина якого є частка від ділення величини фазної напруги (220 В) на суму опорів проводів, заземлення і власне людського тіла: Iчел = Uф / (Rпр + Rз + Rчел). При цьому опорами заземлення і проводки в порівнянні з опором людського тіла можна знехтувати, останнє ж прийняти рівним 1000 Ом. Отже, величина струму, про який йде мова, складе 0,22 А, або 220 мА.
    З нормативно-довідкової літератури з охорони праці та техніки безпеки відомо, що мінімальний струм, перебіг якого вже відчувається людським організмом, складає 5 мА. Наступною нормованої величиною є так званий струм невідпускання, рівний 10 мА. При протіканні через людське тіло струму такої сили відбувається мимовільне скорочення м'язів. Електрострум силою 30 мА вже може викликати параліч дихання. Необоротні процеси, пов'язані з кровотечами і серцевою аритмією, починаються в організмі людини після протікання через його тіло струму силою 50 мА. Летальний же результат можливий при дії струму силою 100 мА. Очевидно, що захищатися треба вже від струму, рівного 10 мА.
    Отже, своєчасне реагування автоматики на струм менше 500 мА захищає об'єкт від загоряння, а на ток менше 10 мА - захищає людину від наслідків випадкового дотику до струмоведучих частин.
    Також відомо, що за струмовідні частини, що знаходиться під напругою 220 В, можна спокійно триматися протягом 0,17 с. Якщо ж Струмовідна частина знаходиться під напругою 380 В, час безпечного торкання скорочується до 0,08 с.
    Проблема полягає в тому, що такий невеликий струм, та ще за нікчемно короткий час, звичайні захисні пристрої зафіксувати (і, зрозуміло, відключити) не в змозі.
    Тому і народилося таке технічне рішення, як феромагнітний сердечник з трьома обмотками: - "струмопідвідною", "струмовідвідною", "керуючою". Струм, що подається на навантаження , і струм, що відходить від навантаження в нейтральний провідник, наводять в осерді магнітні потоки протилежних знаків. Якщо ніяких витоків в навантаженні і ділянці проводки, що захищається немає, сумарний потік буде нульовим. В іншому ж випадку (торкання, пошкодження ізоляції і пр.) сума двох потоків стає відмінною від нуля.
    Потік, що виникає в сердечнику, наводить електрорушійну силу в обмотці управління. До обмотки управління через прецизійне пристрій фільтрування всіляких перешкод підключено реле. Під впливом управління ЕРС реле розриває ланцюги фази і нуля.
    У багатьох країнах застосування УЗО(ПЗВ) в електроустановках регламентується нормами і стандартами. Переважно Пристрій диференційного захисту(УЗО)встановлюється в обов'язковому порядку в живильні електромережі мобільних будинків з металу або з металевим каркасом для вуличної торгівлі і побутового обслуговування населення. В останні роки адміністрацією великих міст відповідно до державних стандартів і рекомендацій Головдерженергонагляду

    3113-2.jpg

    Види УЗО



    На даний момент на Українському ринку присутні 2 принципово різні категорії УЗО.

    1. Електромеханічні (незалежні від мережі)

    2. Електронні (залежні від мережі)

    Розглянемо окремо принцип дії кожної з категорій:

    Електромеханічні ПЗВ

    Родоначальники ПЗВ - електромеханічні. В основі принцип точної механіки тобто заглянувши всередину такого УЗО ви не побачите компараторів операційних підсилювачів, логіки і тому подібного.

    Складається з кількох основних компонентів:

    1) Так званий трансформатор струму нульової послідовності, його мета відстежити струм витоку і передати його з якимось Ктр на вторинну обмотку (I 2), I ут = I 2 * Ктр (вельми ідеалізована формула, однак відображає суть процесу).

    2) Чутливий магнітоелектричний елемент (замикається тобто при спрацьовуванні без зовнішнього втручання не може повернутися в початковий стан - засувка) - грає роль порогового елементу.

    3) Реле - забезпечує розчеплення в разі якщо спрацювала засувка.

    Даний тип УЗО вимагає високоточної механіки для чутливого магнітоелектричного елемента. На даний момент лише кілька світових компаній продають електромеханічні УЗО. Їх вартість значно вища за ціну на електронні УЗО.

    Чому ж у більшості країн світу набули поширення саме електромеханічні УЗО? Все дуже просто - даний тип УЗО спрацює у разі виявлення струму витоку при будь-якому рівні напруги в мережі.

    Чому цей фактор (незалежність від рівня напруги мережі) настільки важливий?

    Це викликано тим що при використанні працездатного (справного) електромеханічного ПЗВ ми гарантуємо в 100% випадках спрацьовування реле і відповідно відключення подачі енергії споживачу.

    В електронних УЗО цей параметр теж великий, але не дорівнює 100% (як буде показано далі це пов'язано з тим що при певному рівні напруги мережі схема електронного УЗО виявиться не працездатною), а в нашому випадку кожен відсоток - це можливо людські життя (будь то пряма загроза життю людини при торканні їм проводів, або непряма, при виникненні пожежі від обгорання ізоляції).

    У більшості так званих "розвинених" країн електромеханічні УЗО - це еталон і пристрій обов'язковий до повсюдного використання. У нашій країні поступово йдуть зрушення в бік обов'язкового використання УЗО, проте споживачеві в більшості випадків не дається інформації про тип УЗО, що тягне за собою використання дешевих електронних УЗО.

    Електронні ПЗВ

    Такими УЗО завалений будь-який будівельний ринок. Вартість на електронні УЗО місцями нижче ніж на електромеханічні до 10 разів.
    Недолік таких УЗО, як уже писалося вище, не 100% гарантія при справному УЗО отримати його спрацьовування в слідстві появи струму витоку. Переваги - дешевизна і доступність.

    В принципі електронне УЗО будується за тією ж схемою, що й електромеханічне . Різниця полягає в тому, що місце чутливого магнітоелектричного елемента займає елемент порівняння (компаратор, стабілітрон). Для працездатності такої схеми знадобиться випрямляч, невеликий фільтр, . Т.я. трансформатор струму нульової послідовності - понижуючий (в десятки разів), то також необхідна схема посилення сигналу, яка крім корисного сигналу також посилюватиме перешкоду (або сигнал небалансу присутній при нульовому струмі витоку). З вищесказаного очевидно, що момент спрацювання реле, в даному типі УЗО визначається не тільки струмом витоку, але і мережевою напругою.

    Якщо Ви не можете дозволити собі електромеханічне УЗО, то брати електронне УЗО все ж варто, тому що воно забезпечує спрацьовування в більшості випадків.

    Існують також випадки, коли купувати дороге електромеханічне УЗО не має сенсу. Одним з таких випадків є використання при живленні квартири / будинку стабілізатора, або джерела безперебійного живлення (ДБЖ). В цьому випадку брати електромеханічне УЗО сенсу не має.

    Відразу зазначу, що я веду мову про категорії УЗО їх плюси і мінуси, а не про конкретні моделях тому Ви можете придбати неякісно УЗО як електромеханічного так і електронного типів. При покупці питайте сертифікат відповідності, тому що багато електронних УЗО представлених на нашому ринку не сертифіковані.
    Трансформатор струму нульової послідовності (ТТНП)

    Зазвичай являє собою ферритове кільце через яке (усередині) проходять фазний і нульовий провід, вони грають роль первинної обмотки. По поверхні кільця рівномірно намотується вторинна обмотка.

    В ідеалі:

    Нехай струм витоку дорівнює нулю. Протікає по фазному проводу струм створює магнітне поле рівне, по модулю, магнітному полю, створюваному струмом протекающим за нульовим проводу, і зворотне за напрямком. Таким чином, сумарний потік зчеплення дорівнює нулю і струм наводящейся у вторинній обмотці дорівнює нулю.

    У момент протікання струму витоку в проводах (нуль, фаза) з'являється нерівність струму, як результат виникнення потоку зчеплення і наводка на вторинну обмотку струму, пропорційного струму витоку.

    На практиці існує струм небалансу, який протікає по вторинній обмотці і визначається використовуваним трансформатором. Вимога до ТТНП наступні: струм небалансу повинен бути значно менше струму витоку, наведеного до вторинної обмотки.
    Вибір УЗО

    Припустимо Ви визначилися з типом ПЗВ (електромеханічне, електронне). Але що ж вибрати з величезного переліку пропонованої продукції?

    Вибрати УЗО з достатньою точністю можна використавши два параметри:

    Номінальний струм і струм витоку (струм спрацьовування).

    Номінальний струм - це той максимальний струм, який буде протікати по вашому фазному проводу. Знайти цей струм легко знаючи максимальну споживану потужність. Просто поділіть споживаної потужності для найгіршого випадку (максимальна потужність при мінімальному Cos (f)) На фазну напругу. Не має сенсу ставити УЗО на струм більший, ніж номінальний струм автомата, що стоїть перед ПЗВ. В ідеалі, з запасом, беремо УЗО на номінальний струм рівний номінальному струму автомата.

    Часто зустрічаються УЗО з номінальними струмами 10,16,25,40 (А).

    При виборі ПЗВ керуються основним показником: на який струм витоку УЗО зреагує. Зазвичай на розеткову групу (на декілька приладів) встановлюють УЗО 30 мА. А на окремі лінії, що живлять тільки пральну машину, тільки бойлер, тільки холодильник ставлять ПЗВ 10 мА - такі чутливі ПЗВ рекомендують ставити на лінії ванної кімнати або дитячої.

    Якщо немає можливості в щитку квартири встановити УЗО, або дуже трудомістко вести окрему лінію, е можливість змонтавати електророзетки з вбудованим УЗО.
    Вибір діф.автомату

    Як уже зазначалося, автомат диференційного струму поєднує в собі властивості автоматичного вимикача і ПЗВ. Тобто він спрацьовує як при короткому замиканні, так і при витоку струму. Тому при виборі керуються обома показниками. Завдяки компактності диф.автомат в може заощадити місце вв щитку, але може не заощадити Ваші кошти: часто за сумою автоматичний вимикач і УЗО виходять дешевше, ніж один диф.автомат


    Варто зауважити, що УЗО і діф.автомат дуже чутливі пристрої. Вони будуть працювати належним чином, якщо належним чином зібрана проводка. Пам'ятайте, проводи дроти нуль і заземлення не повинні з'єднуватися! Якщо в розетці Ви поставили перемичку між контактами нуля і заземлення, то ПЗВ може реагувати і відключатися від дотику до корпусу приладу. Ставите ПЗВ - приберіть перемичку.

    Якщо у Вашій квартирі досить стара проводка, тобто ізоляція, стала старою, нещільною, то УЗО Вам це цього не простить - воно може постійно фіксувати витік струму і автоматично відключатися. Спокійніше для нервів буде або поміняти проводку або, знову ж таки, встановити розетку з вбудованим УЗО.

    Не лінуйтеся раз на місяць натискати на встановленому УЗО, диф.автоматі на кнопочку «Тест» - цей імітований витік струму покаже, чи спрацьовують автомати, які стоять на сторожі Вашого життя.
     
  2. Abrikos

    Abrikos Бригадир

    Повідомлення:
    181
    Симпатії:
    240
    Адреса:
    Харьков
    Беда электронных УЗО не в том, что они электронные, а в том, что у них не размыкаются контакты при исчезновении питания, т.е. при обрыве фазы или нуля.
    У американских электронных УЗО в таком случае контакты размыкаются.
    А перемычек между N и РЕ в розетке не должно быть в любом случае, независимо от наличия/отсутствия УЗО.
     
    Володимир П, машинист та Sergey_M подобається це.
  3. elalex

    elalex Майстер

    Повідомлення:
    296
    Симпатії:
    65
    Адреса:
    Киев
    На пост№1
    1.УЗО на 10мА не рекомендуют ставить - разница в защищенности человека небольшая, а вероятность ложного срабатывания - большая.
    2.Можно упомянуть об УЗО типа АС (для бедных) и типа А (для богатых).
    3.При старой проводке проблема может быть решена разделением сети на части с установкой нескольких УЗО.
    --- добавлено: Feb 19, 2013 10:05 AM ---
    А как у немецких/французских Hager?
     
  4. sanykrimea

    sanykrimea Firewall Команда форуму

    Повідомлення:
    16.999
    Симпатії:
    57.586
    Неверно. В США, например, устанавливаются УЗО с током не выше 5 мА, в Германии - 10 мА.

    Неверно. Это разные УЗО и принципиально отличаются они не по стоимости.

    Неверно. Решается либо выявлением и ремонтом повреждённой линии, либо исключением УЗО из такой цепи (освещения например). Для разделения сети на части - должна быть определённая стабильная величина тока утечки, чего обычно не бывает.
     
  5. EvgenKo

    EvgenKo Стажер

    Повідомлення:
    12
    Симпатії:
    2
    Для выбора хочется точно протестировать УЗО типа А, но отсутствуют переменные резисторы. Зато есть ЛАТР.
    Придумалась такая схемка:
    [​IMG]
    На первый взгляд работоспособно - при проверке трансформатором поднимать напряжение от нуля до срабатывания УЗО.
    Резисторы - тип С5-35, диод - UF5408 (700 вольт).
     
  6. EvgenKo

    EvgenKo Стажер

    Повідомлення:
    12
    Симпатії:
    2
    Проверил схему на УЗО (2x 40 A, 30 мА, тип A, двухмодульный).
    1) Перемычка ХР1, резистор R2.
    Сопротивление от Х9 к Х10 = 7,42 кОм.
    УЗО: контакты 1-2 отключились при 153 В, контакты N-N при 154 В.
    2) Диод в положении VD1, резистор R1.
    Сопротивление от Х9 к Х10 = 3,05 кОм.
    УЗО: контакты 1-2 отключились при 128,5 В, контакты N-N при 128,8 В.
    3) Диод в положении VD2, резистор R1.
    Сопротивление от Х10 к Х9 = 3,05 кОм.
    УЗО: контакты 1-2 отключились при 109,3 В, контакты N-N при 110,6 В.

    Результаты I=U/R усредненные:
    1) 20,7 мА,
    2) 42,2 мА,
    3) 36 мА.

    Тестируемое УЗО не защитит от пульсирующего тока ?
     
  7. EvgenKo

    EvgenKo Стажер

    Повідомлення:
    12
    Симпатії:
    2
    Теоретически опасный для человека ток больше 50 мА -> тест хагерским устройством пройден (учитывая его стоимость).
     
  8. sanykrimea

    sanykrimea Firewall Команда форуму

    Повідомлення:
    16.999
    Симпатії:
    57.586
    Не более 30 мА:

    ДБН В.2.5-27-2006 Захисні заходи електробезпеки в електроустановках будинків і споруд.

    [​IMG]
     
  9. EvgenKo

    EvgenKo Стажер

    Повідомлення:
    12
    Симпатії:
    2
    Норма верная, согласен, но повторюсь, учитывая стоимость, лучше три УЗО тип А от Хагера, чем два УЗО тип АС от Шнейдера или других брендов.
     
  10. sanykrimea

    sanykrimea Firewall Команда форуму

    Повідомлення:
    16.999
    Симпатії:
    57.586
    Лучше постоянное напоминание о ежемесячном тестировании УЗО.
     

Поділитися цією сторінкою