Принцип работы устройства защитного отключения
Устройства дифференциальной защиты измеряют силу тока, проходящего по цепи. Провода соединены со специальным трансформатором, где вокруг проводников создается электромагнитное поле. При нормальном функционировании оба поля взаимно компенсируют друг друга, и цепь за трансформатором получает питание. Если в цепи неполадки, то сила тока, проходящего через две катушки трансформатора, оказывается различной, поскольку имеет место утечка тока. Тогда магнитные поля не уравновешивают друг друга — в этом случае возникает ток в катушке детектора, питающей реле, размыкающей цепь.
Общие вводные дифференциальные выключатели реагируют на утечку тока минимальной силы 500 мА. Поскольку ток представляет опасность для человека, начиная с 50 мА, стандарт требует использования высокочувствительных устройств защитного отключения с уставкой в 30 мА. Именно такие устройства дифференциальной защиты отныне должны устанавливаться в начале всех цепей электропроводки. Единственное разрешенное исключение касается цепей, получающих питание через разделительный трансформатор.
Дифференциальная защита может быть групповой (для группы цепей) или индивидуальной (для специальной цепи).Существует две категории устройств дифференциальной защиты в 30 мА: УЗО дифференциального тока для защиты группы цепей и УЗО дифференциальной и общей защиты (более дорогие) специальной цепи, разделенные на три типа в зависимости от их способности распознать «токи-паразиты». Устройства дифференциальной защиты типа АС наиболее широко применяют в жилых домах. Они обеспечивают защиту от несвоевременных отключений электричества, вызванных временными утечками тока в связи с ударами молнии или емкостными нагрузками. Для защиты компьютерной техники электроснабжение офиса также предусматривает установку УЗО.
Устройства дифференциальной защиты типа А используют для защиты оборудования, у которого может происходить утечка тока с постоянной составляющей, например, электрической плиты или стиральной машины. Нельзя забывать и про электрическое отопление загородного дома. Устройства дифференциальной защиты типа Hpi, Hi или Si обладают дополнительной защитой от несвоевременных отключений тока. Их используют для защиты специальных цепей, которые не должны отключаться (например цепи питания морозильника, компьютера или охранной сигнализации). Невозможно использовать УЗО дифференциального тока для защиты группы цепей вместо УЗО дифференциальной и общей защиты, и наоборот. Действительно, если есть неисправность в одной из цепей, нежелательно, чтобы из-за этого отключилась вся электропроводка. Поэтому используют несколько УЗО дифференциального тока для групп цепей, и одно селективное УЗО дифференциальной и общей защиты типа S, которое реагирует на неисправность с некоторым запозданием, чтобы позволить групповому УЗО дифференциального тока отключить ток первому.
Если неисправность в изоляции имеет место в группе цепей, в начале которых подключено УЗО дифференциального тока, только в этой группе отключается питание. В случае короткого замыкания или перегрузок, групповое УЗО дифференциального тока не реагирует (оно не рассчитано на это). В такой ситуации сработает только автоматический выключатель задействованной цепи, отключая только эту цепь электропроводки. В принципе, было бы возможно обеспечить защиту группы цепей с помощью УЗО дифференциальной и общей защиты, но это стоило бы гораздо дороже и повлекло бы за собой отключение целой группы цепей при перегрузках только в одной из них.
Правила установки УЗО
УЗО дифференциального тока следует устанавливать в распределительном щите между общим вводным выключателем и автоматическими выключателями цепей или предохранителями. УЗО этого вида реагируют только на утечки тока, то есть от коротких замыканий или перегрузок они не защищают. Цель их установки заключается в том, чтобы защитить людей от возможных электротравм. Кнопка тестирования позволяет проверить, как они функционируют. Рекомендуется проводить эту операцию один раз в месяц. Другой рычаг позволяет вручную прекратить подачу питания ниже по цепи или вновь включить аппарат после устранения неполадок в цепи.
Для квартир площадью менее 35 м2 следует установить как минимум одно УЗО дифференциального тока 40 А/30 мА типа А (которое должно обеспечивать защиту, в частности, специальной цепи для электроплиты и цепи питания стиральной машины) и УЗО дифференциального тока 25 А/30 мА типа АС. Для жилищ площадью от 35 до 100 м2 требуется использовать как минимум одно УЗО дифференциального тока 40А/30мА типа А и два УЗО дифференциального тока 40 А/30 мА типа АС. Минимальное оборудование для жилищ площадью более 100 м2 — это одно УЗО дифференциального тока 40 А/30 мА типа А и три УЗО дифференциального тока 40 А/30 мА типа АС. Одно УЗО из трех может быть заменено моделью с номинальной силой тока в 63 А, если потребляемая мощность превышает 8 кВт.
Чтобы при неисправности сохранить в действии минимум одну цепь в одной и той же комнате, рекомендуется обеспечивать защиту цепи розеток и цепи освещения отдельными устройствами дифференциальной защиты. Если в жилище функционирует электрическое отопление, то в начале всех этих цепей, включая цепь управления электрическим отоплением, устанавливают одно устройство защитного отключения. УЗО дифференциального тока имеют номинальную силу тока в 6, 10, 16, 20, 25, 40 или 63 А. Обычно питание к ним подводится сверху по цепи. Питание группы предохранительных приборов (предохранителей или автоматических выключателей) осуществляется с внутренних клемм УЗО дифференциального тока. Питание модулей группы поступает сверху с помощью двух кабельных гребенок: одна — для фазы, другая — для нулевого провода.
Чтобы упростить присоединение, производители предлагают различные решения: например, УЗО дифференциального тока с подводом питания сверху, или же с подводом питания снизу (в последнем случае на приборе имеется знак защиты и предохранительный колпак).
Для подключения нескольких УЗО дифференциального тока используйте клеммы, предусмотренные для этой цели на распределительном щите. Под каждый зажимной контакт общего линейного вводного выключателя может быть подсоединен только один провод.
УЗО дифференциального тока и общей защиты (дифференциальные выключатели) высокой чувствительности в 30 мА обеспечивают защиту от всех неисправностей, возникающих в электроцепях, в том числе перегрузок, коротких замыканий и утечек тока. УЗО подобного типа стоят дороже обычных защитных устройств. Поэтому в жилых домах УЗО этого типа предназначаются лишь для защиты некоторых цепей, которые потенциально представляют больше опасности (например, наружные электрические цепи), или для цепей питания приборов, которые постоянно должны оставаться включенными: например, морозильников, компьютеров или охранной сигнализации.
Теоретически было бы возможно установить по одному УЗО дифференциальной и общей защиты в начале каждой цепи и обойтись без обычного УЗО дифференциального тока в начале группы цепей. Но на практике это обошлось бы гораздо дороже и заняло бы гораздо больше места в распределительном щите. Поэтому обычно используют только одно УЗО дифференциального тока на входе перед группой секционных автоматических выключателей.
Присоединение УЗО дифференциальной и общей защиты (как и обычных УЗО дифференциального тока) осуществляют после общего вводного выключателя. Каждую цепь потребления подсоединяют непосредственно к выходу своего УЗО дифференциальной и общей защиты. В этом случае отпадает необходимость проводить ее через секционный автоматический выключатель или предохранитель с пробками, поскольку УЗО дифференциальной и общей защиты само обеспечивает защиту от перегрузок и короткого замыкания. Промышленность выпускает УЗО дифференциальной и общей защиты с номинальной величиной силы тока от 2 до 100 А.
Устройство защитного отключения, так же, как и проект заземления, защищает человека от воздействия электрического тока, поэтому проектирование электросетей обязательно предусматривает это мероприятие.