Нормируемое время отключения селективных УЗО типа S

Номинальный отключающий дифференциальный ток	IΔn	2·IΔn	5·IΔn	500 А
Максимальное время отключения, с	0,5	0,2	0,15	0,15
Минимальное время не отключения, с	0,13	0,06	0,05	0,04

 

Из табл. 4.4 ¸ 4.7 следует:

– УЗО для общего применения без задержки срабатывания и УЗО типа G имеют одинаковые верхние предельные значения времени отключения. УЗО этих типов должны отключиться не позже 0,3 с после возникновения отключающего дифференциального тока Idn, а устройства селективного типа - не позже 0,5 с;

– у УЗО для общего применения отсутствует нижняя граница времени срабатывания;

– УЗО с задержкой срабатывания имеет определенное время не отключения, когда устройство находится в состоянии ожидания. Очевидно, что УЗО с задержкой срабатывания можно использовать для исключения ложных срабатываний под влиянием кратковременных внешних воздействий (перенапряжений, различных помех, коммутаций электроприемников).

К УЗО также предъявляется требование, заключающееся в том, что рабочий диапазон срабатывания устройства должен находиться в пределах от 50¸100% тока IΔn.

Параметр, называемый «устойчивость к импульсному току», определяет наибольшую величину максимального мгновенного значения тока (ударный ток) в рабочих проводниках, при котором УЗО не должно сработать. Например, если у УЗО общего применения без задержки отключения устойчивость к импульсному току составляет 250 А, то в случае наличия ударного тока при коммутации электропотребителя, превышающего указанное значение, может произойти ложное отключение УЗО. Срабатывание произойдет из-за несимметричного расположения проводов в окне суммирующего трансформатора тока. Очевидно, что УЗО с задержкой срабатывания отличается повышенной устойчивостью к ударному току в рабочих проводниках

Для обеспечения селективности двух последовательно включенных в цепь УЗО их графически изображенные время токовые характеристики срабатывания не должны иметь общих точек. Время токовые характеристики УЗО различных типов (G, S и общего применения) представлены на рис. 4.7. Из рис. 4.7 видно, что расположение УЗО типа S с указанными на рисунке параметрами ближе к источнику питания обеспечит селективную работу устройств, включенных в радиальную схему сети на участках, расположенных дальше от источника питания.

Для обеспечения селективной работы последовательно включенных в цепь УЗО во всех случаях (независимо от значений дифференциальных токов при повреждениях в сети) требуется выполнение двух условий:

1. УЗО, расположенное ближе к источнику питания, должно быть типа S. При этом достигается селективность по времени.

 

Рис. 4.7. Время токовые характеристики УЗО типа G, S и общего применения

IdnG=30 мА

G

_

IdnS=100 мА

S

G

Ток отключения Idn, мА

S

G

S

G

Пределы времени отключения

IdnG

IdnS

2·IdnG

2·IdnS

5·IdnG

5·IdnS

Область нежелательного отключения для типа G (мА)

S – селективный, минимальная задержка 40 мс;

G – с повышенной устойчивостью к ударному току, минимальная задержка 10 мс;

_

для общего применения.

 

2. Значение номинального отключающего дифференциального тока УЗО типа S должно быть не менее утроенного значения номинального отключающего дифференциального тока УЗО типа G или общего применения, расположенных дальше от источника питания, то есть:

IΔn_S ³ 3· IΔn_G

Необходимо отметить, что УЗО предназначены, прежде всего для защиты электрических цепей от утечек токов на "землю" и никак не могут быть использованы в качестве "автоматов" – для защиты от коротких замыканий. Более того, УЗО само должно быть обеспечено защитой от сверхтоков и токовых перегрузок.

В настоящее время отечественной и зарубежной промышленностью выпускается целый ряд УЗО различного назначения. Из отечественных фирм потребителям известны ставропольский завод "СИГНАЛ" [4], фирма "АСТРО-УЗО" [5], фирма ОАО «КОНТАКТОР» [11], Интерэлектрокомплект [13]. (. Кроме того, широко используются УЗО известных зарубежных фирм, таких как Siemens [6], ABB [7], Schneider Electric [8], Legrand [9], Hager [10], EKF [12], AEG, Circutor GE Power и др.

Французский концерн Schneider Electric предлагает российским покупателям сразу две гаммы устройств данного класса – многофункциональную серию Multi 9 марки Merlin Gerin и серию устройств, специально предназначенных для оборудования жилых зданий – "Домовой".

Свое название гамма получила исходя из следующей логики: 9 мм – стандартная ширина дополнительного контакта или половина ширины автоматического выключателя, а слово "мульти" говорит о большой номенклатуре выпускаемых изделий, устанавливаемых на DIN-рейку.

УЗО серии Multi 9 мгновенного действия (тип ID) на токи 16...125 А предназначены для отключения цепи (вручную и автоматически) в случае повреждения изоляции между фазой и землей, когда ток утечки более или равен 10, 30, 300, 500мА.

УЗО типа ID мгновенного действия применяются в распределительных сетях административных и промышленных зданий. Отстраивается от кратковременных, неустойчивых, случайных перенапряжений (пробой из-за пыли, коммутационные перенапряжения, грозовые разряды и т.д.) и работы высокочастотного оборудования.

Большинство промышленных электрических установок создают или передают помехи. Кроме того, питающие их воздушные сети, как правило, подвергаются действию атмосферных возмущений, а сами устройство УЗО могут быть чувствительны к грозовым разрядам. В действительности, в зависимости от удаленности источника помех, сеть низкого напряжения может испытывать воздействие:

– перенапряжения, которое возникает между токоведущими проводами и землей, когда помеха уходит на землю значительно выше устройства УЗО (рис. 4.8, а);

– тока перегрузки, часть которого попадает в сеть ниже УЗО, например, через паразитные емкости (рис. 4.8, б);

– тока перегрузки, определяемого устройством УЗО, возникающего в результате пробоя ниже УЗО (рис 4.8, в).

В номенклатуре изделий УЗО серии Multi 9, кроме УЗО мгновенного действия (рис. 4.9, а, б), предусмотрены устройства УЗО, устойчивые к указанным выше паразитным токам; это УЗО типа «S» с током отключения (IΔn ³ 100 мА). Кроме того, в изделия данной серии входят устройства с высокой чувствительностью и повышенной стойкостью; это УЗО типа «Si» (рис. 9, в) с током отключения (IΔn £ 30 мА) марки Merlin Gerin.

 

 

Рис. 4.8. Стандартные волны напряжения и тока, характерные для грозового разряда

а)

б)

в)

U

I

I

t

t

t

10 мкс

20 мкс

8 мкс

1,2 мкс

50 мкс

 

Необходимо отметить, что УЗО типа «S» позволяет выполнить селективную цепь с отходящими линиями с дифференциальными выключателями нагрузки на 10 и 30 мА (рис. 4.9, г).

Применение в сети УЗО типа «S» и «Si» позволяет обеспечить ее устойчивость к воздействию на цепи защиты: токов утечки частотой 50-60 Гц (микрокомпьютеры и другие электронные устройства); переходных токов утечки (подключение цепи с емкостным небалансом); высокочастотных токов утечки (тиристорные выпрямители с фильтрами, имеющими конденсаторы); токов, возникающих в результате грозового разряда. В результате применения данных типов УЗО, минимизируется число случаев ложных срабатываний защищаемых участков сети.

В зависимости от назначения и условий применения УЗО серии Multi 9 комплектуются различного типа вспомогательными электрическими устройствами. Вспомогательные электрические устройства позволяют осуществлять дистанционное отключение и сигнализацию состояния УЗО. Они монтируются с левой стороны от УЗО (рис. 4.10).

УЗО со встроенной максимальной токовой защитой являются комбинацией двух защитных устройств – УЗО и автоматического выключателя (АВ). Обозначения таких устройств, используемые в зарубежной литературе – RSBO (английское обозначение), FI/LS или DI/LS (немецкое обозначение).

 

 

N

N

R

T

S

100-300 мА

£30 мА

N

N

R

T

а)

б)

в)

г)

Схема подключения

Рис. 4.9. УЗО серии Multi 9 марки Merlin Gerin: а – двухполюсное типа ID; б – четырехполюсное типа ID; в – двухполюсное типа Si; г – схема подключения селективного УЗО типа S

N

N

R

T

 

+

Рис. 14.10. Вспомогательные электрические устройства для УЗО серии Multi 9

SD Контакт сигнали-зации пов- реждения

MX+OF Независимый расцепитель и блок контакт

MN Расцепитель минималь-ного напряже-ния

OF Блок- контакт

+

+

+

+

OFS Контакт вспомогательный

УЗО

 

Встроенная максимальная токовая защита осуществляет защиту от сверхтоков как контактов УЗО, так и электрической цепи. Механизм отключения встроенного АВ, обеспечивающего защиту от сверхтоков, используется так же для отключений, производимых УЗО. Технические данные УЗО представляют собой комбинацию параметров УЗО (номинальный отключающий дифференциальный ток и другие) и АВ (номинальный ток, отключающая способность и т. д.). Характеристики отключения встроенного защитного АВ и УЗО (Idn = 30 мА) представлены на рис. 4.11.

 

Рис. 4.11. Время-токовые характеристики УЗО (IΔn = 30 мА) со встроенным автоматическим выключателем

УЗО

С

0,06

0,04

0,02

0,1

0,2

0,4

0,6

Дифференциальный ток, А

0,5

1,5

´Idn

Ток в цепи, А

´In

Действие токовой отсечки

Действие теплового расцепителя

Автоматический выключатель

В

1,13 In

1,45 In

 

Автоматический, дифференциальный выключатель-моноблок DPN N Vigi серии Multi 9 (рис. 4.12) является комбинацией двух защитных устройств УЗО и АВ позволяет реализовать:

– комплексную защиту цепей от коротких замыканий, перегрузок и повреждений изоляции;

– защиту людей от поражения электрическим током при прямых (30 мА) контактах с токопроводящими частями;

– защиту электроустановки от риска возникновения пожара;

– селективность защит при каскадном соединении аппаратов на токи утечки 30 мА и 300 мА.

В Европейском экономическом сообществе в соответствии с европейским стандартом EN 61008-1 на дифференциальные выключатели нагрузки применительно к нормативным документам и технической литературе общеприняты следующие сокращения: ID – Франция, RCCD’s –Англия.

 

´

´

N

R

N

Рис. 4.12. Дифференциальный автоматический выключатель DPN N Vigi ток утечки 30 мА мгновенного действия

Характеристики • количество полюсов: 1+N; • номинальный ток: 6¸30 А при 30°С; • номинальное напряжение: ~ 230 В; • ток отключения: 6000 А; • мгновенное замыкание; • кривая отключения: С и В.

 

На территории РФ определения, технические требования и методы испытаний на аналогичного рода устройства общего типа содержатся в ГОСТ Р 51326.1-99 (МЭК 61008-1-96). В настоящем стандарте принято сокращенное обозначение АВ, управляемых дифференциальным током бытового и аналогичного назначения без встроенной защиты от сверхтоков – ВДТ.

ВДТ предназначены для защиты людей при косвенном контакте с открытыми проводящими частями электроустановок, соединенными с соответствующим заземляющим устройством электроустановок зданий, и аналогичного применения. Они могут быть использованы для обеспечения защиты от пожаров, возникающих вследствие длительного протекания тока повреждения.

ВДТ, имеющий номинальный отключающий дифференциальный ток не более 30 мА, могут быть также использованы в качестве средства дополнительной защиты в случае отказа защитных устройств, предназначенных для защиты от поражения электрическим током.

Стандарт распространяется на ВДТ с номинальными напряжениями, не превышающими 440 В переменного тока, и номинальными токами, не превышающими 125 А, выполняющие одновременно функцию обнаружения дифференциального тока, сравнения его со значением дифференциального тока срабатывания и отключения защищаемой цепи в случае, когда дифференциальный ток превосходит это значение.

В отличие от ВДТ, управляемый дифференциальным током АВ, предназначенный для выполнения функций защиты от сверхтоков, определен в 3.3.3. ГОСТ Р 51326.1-99 как автоматический выключатель, управляемый дифференциальным током, со встроенной защитой от сверхтоков (АВДТ).

Отечественной промышленностью под торговой маркой ИЭК [13] (IEK– производитель ИНТЕРЭЛЕКТРОКОМПЛЕКТ) выпускаются: выключатели дифференциальные ВД1-63; дифференциальные автоматы АД12, АД14, АД12М; автоматические выключатели дифференциального тока серии АВДТ-32.

Выключатель дифференциальный ВД1-63 (рис. 4.13) – предназначен для защиты человека от поражения электрическим током при случайном непреднамеренном прикосновении к токоведущим частям электроустановок при повреждениях изоляции (уставка – 10 мА, 30 мА, 100 мА). Единственная защита от поражения электрическим током при прямом однофазном прикосновении к токоведущим частям электроустановки. ВД1-63 с уставкой срабатывания 300 мА и 500 мА предназначены для предотвращения возгорания и пожаров вследствие протекания токов утечки на землю.

При использовании ВД1-63 необходимо последовательно с ним включать автоматический выключатель ВА 47-29 или ВА 47-100 (аналогичного или меньшего номинала), так как функционально ВД1-63 не предусматривает защиты от сверхтока короткого замыкания и перегрузки.

Преимущества:

– электромеханическая схема без электронных компонентов;

– наиболее надёжная защита человека при прямом прикосновении к токоведущим частям;

– независимый индикатор положения контактов;

– не имеет собственного потребления электроэнергии и сохраняет работоспособность при обрыве нулевого проводника;

– модульное исполнение экономит пространство в распределительном щите и значительно облегчает процедуру монтажа;

– тестирующая цепь сохраняет работоспособность в широком диапазоне напряжений от 110 до 265 В (двухполюсный), от 200 до 460 В (четырехполюсный);

– насечки на контактных зажимах снижают тепловые потери и увеличивают механическую устойчивость соединения;

– высокая механическая износостойкость;

– варианты исполнения на восемь номинальных токов;

– широкий диапазон рабочих температур от -25°С до +50°С.

В табл. 4.8 приведены технические характеристики ВД1-63.

Дифференциальный автомат АД-12/14 – быстродействующий защитный выключатель. Благодаря высокому быстродействию, дифференциальные автоматы с уставкой срабатывания 10 мА и 30 мA обеспечивают эффективную защиту человека от поражения электрическим током в случае его прикосновения к токоведущим частям или к элементам электрооборудования, оказавшегося под напряжением в результате повреждения изоляции токоведущих частей (рис. 4.14).

 

Рис. 4.13. ВДТ     Выключатель дифференциального тока

Рис. 4.14.   Автоматический выключатель дифференциального тока

 

Таблица 4.8