Как выбрать УЗО. Расчет под рассмотренный пример
В предыдущем пункте мы рассмотрели какие автоматические предохранители понадобятся для конкретного дома. Теперь исходя из этих данных с помощью расчета определим необходимые узо автоматы под данную конфигурацию. Для наглядности и удобства выбирать устройство защитного отключения будем по сформированным в таблице выше группам. Но для начала определимся с рекомендациями и уже известными методиками выбора и расчета:
- Для того, чтобы обеспечить лучшую электробезопасность и одновременно с этим максимальную бесперебойность электроснабжения желательно устанавливать отдельный узо автомат на каждую группу потребителей. Для этих целей применяются устройства со значением величины силы тока утечки (уставка) 10 мА и 30 мА
, при котором срабатывает защита. -
Для влажных групп
, выполненных отдельной линией, устанавливается УЗО с уставкой 10 мА. В нашем примере к влажным группам отнесем санузел на втором этаже, в котором будет находиться стиральная машина. -
Номинальный ток устройства защитного отключения
выбирается равным или на ступень выше номинального тока автоматического выключателя, который защищает данный участок цепи.
Исходя из первого и второго пунктов можно определиться со следующим: во всех группах кроме «розетки санузел 2 этаж» устанавливаем устройства с уставкой 30 мА, а во влажную группу санузла второго этажа — 10 мА.
Исходя из третьего пункта можно предварительно определиться с номиналом устройства защитного отключения под конкретный автоматический выключатель группы потребителей:
Таблица 2. Выбор УЗО для групп потребителей
Дополнить ответ на вопрос как выбрать узо для квартиры или дома можно проверкой предварительно выбранных нами типов устройств по усечке. Они должны выполнять защитные функций согласно нормам. Для этого необходимо рассчитать ток утечки электроустановки IΔ:
IΔ = IΔэп + IΔсети,
где IΔэп
— ток утечки электроприемника, мА; IΔсети
— ток утечки сети, мА.
При расчете тока утечки в электроустановке ПУЭ предписывают принимать ток утечки электроприемников из расчета 0,4 мА на 1 А тока нагрузки, а ток утечки цепи из расчета 10 мкА на 1 м длины фазного проводника. Соответственно:
-
IΔэп = 0,4 X Iрасч,
где Iрасч
— расчетный ток в нагрузке цепи, А. - Iрасч = Iном = Pном / (Uном X cosφном).
Коэффициент мощности cos φ
характеризует количество реактивной энергии, потребляемой устройством. Большинство бытовой и офисной техники имеет активный характер нагрузки (реактивное сопротивление у них отсутствует или мало), для них cos φ=1
.
Номинальную мощность Pном
(Вт) в нашем случае берем из групп потребления, где каждой задавали ориентировочную мощность потребления. Чтобы стало понятнее, возьмем группу «розетки 1 этаж». В нее входят гостиная, комната, коридор и санузел. Мы задали ориентировочную мощность потребления для отдельных комнат 1600 Вт. Суммарно для группы этот показатель будет 4800 Вт
.
Номинальное напряжение для однофазной сети Uном = 220 В.
IΔсети = 0,01 X Lпровода,
где Lпровода
— длина фазного проводника, м.
Согласно требованиям ПУЭ суммарный ток утечки сети с учетом присоединяемых стационарных и переносных электроприемников в нормальном режиме работы не должен превосходить 1/3 номинального отключающего дифференциального тока IΔn
УЗО. То есть номинальный дифференциальный отключающий ток устройства (который нанесен на корпусе) должен быть как минимум в три раза больше суммарного тока утечки защищаемой цепи электроустановки IΔ
:
IΔn > = 3 IΔ.
Пример расчета соответствия устройства в группе потребителей
Рассмотрим группу «розетки 1 этаж»
:
-
IΔn = 30 мА
(из таблицы 2). -
Uном = 220 В
. -
Pном = 4800 Вт
. -
Lпровода
— в данном случае неизвестно, и его оптимальную длину определим.
По условию IΔn > = 3 IΔ , IΔ
Iрасч = 4800 / 220 = 21,81 А.
IΔэп = 0,4 X 21,81 = 8,73 А.
По основной формуле IΔ = IΔэп + IΔсети:
10 = 8,73 + (0,01 X Lпровода);
(10-8,73) / 0,01 = Lпровода;
Lпровода = 127 метров.
Вывод: установленный на рассмотренную группу УЗО 25 А 30 мА
в паре с автоматом C25 1P
приемлем при учете что протяженность фазного проводника не превысит 127 метров. Естественно, на этапе проектирования и монтажа вы будете знать длину провода, задействованного в каждой конкретной группе. И для проверки соответствия по формуле рассчитывается IΔ.
Полученный ток умножаем на три и сравниваем с маркировкой использованного устройства защитного отключения. Должно выполняться условие IΔn > = 3 IΔ.
Допустим, Lпровода в группе = 250 метров; тогда исходя из предыдущего расчета IΔ=8,73+(0,01 X 250) = 11,23 мА; 3 IΔ = 33,69 > IΔn.
Условие не выполнилось. Как выход, можно разделить группу на две.
Расчет и выбор УЗО
Устройство Защитного Отключения (УЗО), в зависимости от номинального тока утечки,,обеспечивает защиту: 100 и 300 мА — от пожара; 30 мА — от пожара и жизни от ударатоком; 10 мА — жизни от удара током
Исследования, проводимые в разныхстранах мира, показывают, чтосерьезность поражения электрическимтоком определяется силой тока,проходящего через тело человека.
Телесные повреждения становятся серьезными, когда сила тока превышает 40 — 50 мА втечение одной секунды.
Теоретически, сила проходящего через человеческое тело тока достигает 150 мА, когдачеловек касается проводника под напряжением 230 В в условиях сухой среды.
Измеряя разность силы тока между проводником под напряжением и нулевым проводником, дифференциальный выключатель нагрузки фактически обнаруживает ток, протекающий через тело человека.Если этот ток достигает порога 30 мА, дифферинциальный выключатель нагрузки отключается в течении нескольких миллисекунд, предупреждая таким образом телесные повреждения или более тяжелые последствия.
Рекомендации по применению УЗО
Применение УЗО и дифавтоматов Easy 9 обеспечивает защиту даже в случае отсутствия заземления
Противопожарное УЗО обеспечивает защиту от токов утечик в 100 и 300 мА, на которыене отреагирует автомат, но которые способны вызвать пожар. Противопожарное УЗО не защищает жизнь и здоровье при ударе токо
РАСЧЕТ И ВЫБОР УЗО: РАСЧЕТ
1. Расчет тока утечки
При невозможности документального определения суммарного тока утечки электропроводки и нагрузки применяется расчетный метод определения тока утечки в соответствии с СП 31-110-2008. Примерный ток утечки нагрузки: 0.4 мА на 1 А тока, потребляемого нагрузкой.Примерный ток утечки провода: 10 мкА на 1 м длинны фазового провода.
Примерный расчет тока утечки линии питания электроплиты, дано:Мощность плиты — 3 кВт однофазного тока 220 В, 50 Гц. Длина 3-жильного провода от электрощитка до плиты — 15 м.Расчет:Расчетный ток электроплиты: 13,64 А = 3000 Вт / 220 В. Расчетный ток утечки электроплиты: 5,46 мА = 0,4 х 13,64 АРасчетный ток утечки провода: 0,15 мА = 150 мкА = 10мкА х 15 м. Суммарная расчетная утечка тока: 5,61 мА = 0,15 мА + 5,46 мА
2. Выбор ном. тока утечки УЗО (ном. отключающий дифференциальный ток IDn)
Значение номинального отключающего дифференциального тока УЗО не должно превышать 33% суммы токов утечки электропроводки и всех подключенных (включая переносные) потребителей электроэнергии
УЗО срабатывает в диапазоне от 50 до 100% номинала тока утечки.Пример выбора номинального отключающего тока утечки УЗО для электроплиты:Суммарная расчетная утечка тока 30 мА. Рекомендуемый расчетный номинал тока утечки УЗО: 17 мА = 5,61 мА / 33%Выбирается номинал утечки тока 30 мА. УЗО сработает в диапазоне от 15 до 30 мА (УЗО с номиналом 10 мА может ложно срабатывать, так как оно отключается в диапазоне от 5 до 10 мА.).
3. Выбор номинального рабочего тока УЗО (ном. ток In)
Номинальный рабочий ток УЗО должен быть больше суммы рабочих токов подключенных кУЗО нагрузок.Пример выбора номинального рабочего тока УЗО для электроплиты:Расчетный ток электроплиты: 13,64 А
Выбираем ближайший больший номинал УЗО — 25 А (можно выбрать 40 А, но величина запаса по току будет неоправданно велика.
Количество полюсов УЗО: 2 полюса (однофазный ток)
Номинальный рабочий ток: 25 А (п.3)
Номинальный отключающий ток: 30 мА (п.2)
Выбранное УЗО Easy: EZ9R34225
Почему УЗО должно быть качественным и надёжным?
Разновидности УЗО
Предъявляемые к УЗО высокие требования покажутся вполне обоснованными, если разобраться с назначением данного прибора. Функция у него только одна: отключать электроснабжение при наличии утечки тока определённой (пороговой) величины. Утечка тока чревата вовсе не безобидным экономическим ущербом, как может показаться на первый взгляд, а гораздо более серьёзными последствиями — она всегда свидетельствует о том, что имеет место одна из следующих ситуаций:
- поражён электротоком человек либо животное;
- из-за повреждения изоляции появился контакт между токоведущим элементом и какой-нибудь заземлённой металлической конструкцией, который может привести к возгоранию;
- оказался под напряжением заземлённый корпус какого-либо прибора или оборудования, вследствие чего прикоснувшийся к нему пользователь рискует получить удар током.
Таким образом, от того, сработает ли УЗО в нужный момент, зависит ни много ни мало жизнь пользователя. Поэтому экономить на качестве этого устройства ни в коем случае не следует.
Как выбрать автомат для электропроводки
Технические характеристики дифференциальных автоматов
Автомат для частного дома или квартиры выбирают в зависимости от его характеристик. Они указываются на корпусе устройства. К основным обозначениям относят:
- аббревиатура наименования – АВДТ;
- номинальные параметры тока – С (зависимости времени и тока), число (предельный ток, значение которого нельзя превышать);
- номинальное напряжение для бытовой сети – от 220 до 230 В;
- параметр тока утечки – 30 мА;
- символ, подтверждающий наличие функций АВ и УЗО.
Оптимальный электрический автомат с функциями АВ и УЗО для монтажа в щитке квартиры – однофазный, со значением 220/50. Для частного дома стоит купить трехфазный прибор со значениями 380/3
При покупке также стоит обращать внимание на другие критерии подбора
Ток короткого замыкания
Обозначение номинального тока дифавтомата
Для сетей освещения стоит выбирать модели с номинальными показателями 10-30 мА. Для одиночных цепей подойдет автомат на 10 мА, для групповой – на 30 мА. Устройства с номинальными параметрами от 100 до 300 мА ставятся на ввод.
Рабочий ток (номинальный)
Номинал – стандартный показатель, который принимает значение 6, 10, 16, 25 и 50 А. При подаче рабочего тока прибор остается включенным. На корпусе прибора эта характеристика имеет маркировку «С» с числовым индексом.
Ток срабатывания
Ток срабатывания отключения
В зависимости от величины тока срабатывания при подключении потребителей дифавтоматы подразделяются на классы:
- В – возможна перегрузка 3-5 раз;
- С – перегрузка происходит 5-10 раз;
- D – питание отключается и включается 10-20 раз.
Электропроводка с малым количеством маломощных устройств требует типа В. Для городской квартиры или дома подойдут автоматические выключатели С-типа. В промышленных цехах лучше устанавливать приборы D-типа.
Селективность
Характеристика «тип встроенного УЗО» маркируется буквенным индексом или небольшим рисунком
Аналогично УЗО автоматы функционируют по принципу селективности – задержки по времени срабатывания. Поэтому выбор оптимальных автоматов для жилой квартиры должен основываться на избирательности отключения прибора от сети и электродинамике устойчивости защитной системы.
На дифференциальных устройствах бывают два обозначения селективности:
- S – задержка от 200 до 300 миллисекунд;
- G – задержка от 60 до 80 миллисекунд.
Число полюсов
Четырехполюсный дифавтомат для подключения в сети 380 В
На рынке присутствуют модели:
- 1-полюсные с высокой работоспособностью, рассчитанные на 10 тыс. срабатываний. К ним подключается только кабель, имеющий сечение 25 мм.
- 2-полюсные – подходят для двухпроводных сетей, обеспечивают защиту от превышения величины тока работы и расцепителя тепла. Срабатывают больше 10 тыс. раз.
- 3-полюсные – имеют нулевую последовательность и могут сработать при разнице показаний вторичной обмотки. Отличаются высокими пропускными показателями.
- 4-полюсные – нужны для обустройства трехфазной сети. Оснащаются 4-мя модулями и блоком дифзащиты.
Тип дифавтомата
От этой характеристики зависит, как электроавтомат отреагирует на токовую утечку. Существует две группы изделий:
- электромеханические – срабатывают при утечке независимо от сетевого напряжения;
- электронные – реагирую только при напряжении сети, в случаях обрыва нуля не защищают от утечки.
На схеме электронной модели есть картинка платы с усилителем-треугольником.
Производитель
Дифференциальный автомат Schneider Electric Easy9 1P+N 10А 30мА тип AC
Чтобы выбрать электрический автомат, ориентируясь на характеристики или бренд, нужно учесть тип жилья и финансовые возможности:
- в качестве временной лучше подбирать недорогую автоматику – Schneider Easy9, IEK, Legrand RX3;
- для квартиры подойдут Legrand TX3 и Schneider Merlin Gerin (DOMOVOI) и АВВ;
- электролинию загородного дома защитит ABB (DS201), Schneider Acty9, Legrand DX3.
Подключение УЗО и автоматических выключателей
Если электропотребители в доме или квартире разделены на несколько групп, каждая из которых защищена собственным автоматическим выключателем, то с целью экономии средств можно устанавливать одно УЗО на 2 – 3 таких группы. Сегодня организовать подключение таким образом можно практически в любой бытовой сети: среди современных УЗО с уставкой диф. тока 30 мА имеются модели, рассчитанные на довольно высокие номинальные токи — до 100 А.
Подбирая УЗО для группы автоматов, следует учитывать номинальный ток не только вышестоящего автомата, но и нижестоящих. Поясним на примерах.
Пример 1
Схема к примеру 1
Напомним, что в общем случае рекомендуется устанавливать УЗО с номинальным током, на одну ступень превосходящим номинальный ток выше установленного автомата. Но в данном случае, как видно, каждое из двух УЗО по номинальному току не превосходит, а наоборот уступает вводному автомату: его номинальный ток составляет 50 А, тогда как номинальный ток каждого из УЗО — только 40 А.
Тем не менее, выключатели диф. тока надёжно защищены от перегрузки: суммарный номинальный ток подключённых к каждому из них автоматов составляет всего 32 А (2х16 А), что на 20% меньше номинального тока УЗО в 40 А.
Пример 2
Следующая схема является не столь надёжной:
Схема к примеру 2
Номинальный ток 1-го УЗО составляет 25 А и вводный автомат с номинальным током 40 А его не защищает. Но перегрузка этому прибору не грозит, так как проходящий по нему ток не может превышать 22 А (к УЗО подключены автоматы на 6 и 16 А). А вот 2-е УЗО, рассчитанное на номинальный ток в 40 А, может перегореть: подключёнными к нему автоматами оно не защищается, так как их суммарный номинальный ток составляет 58 А (3х16 + 10), а вводным автоматом защищается, так сказать, впритык.
Если будет иметь место перегрузка, то до срабатывания вводного автомата через УЗО №2 будет протекать ток выше номинального, вследствие чего оно может выйти из строя. Рекомендуется либо установить УЗО с более высоким номинальным током (следующая ступень — 50 А), либо защитить его дополнительным автоматом с номинальным током на ступень ниже (32 А).
Пример 3
А вот эта схема однозначно является неверной:
Схема к примеру 3
Оба УЗО с номинальным током 40 А не защищаются ни вышестоящим автоматом (50 А), ни нижестоящими (суммарные номинальные токи составляют 57 и 48 А).
Оптимальный вариант подключения УЗО
Если имеется несколько УЗО со своей группой автоматов каждое, то очень важно не смешивать провода от разных групп. Для каждой группы лучше предусмотреть свою нулевую шину — при подключении всех потребителей на общую нулевую шину возможны ложные срабатывания УЗО
Подключение с отдельными шинами отображено на следующей схеме. Также здесь показано подключение селективного УЗО.
Схема подключения УЗО
Красным цветом обозначена фаза (L), синим — нулевой проводник (N), жёлто-зелёным — заземление (РЕ).
Как видно, селективное УЗО с уставкой тока утечки 300 мА (поз. 3) подстраховывает УЗО 7 и 14 с уставкой тока утечки 30 мА и одновременно защищает цепи освещения (автоматы поз. 5, 6, 12). Защищать осветительную проводку УЗО с уставкой диф. тока 30 мА не имеет смысла, так как здесь вероятность поражения электротоком практически равна нулю.
Подразумевается, что дифференциальный автомат 13 обслуживает выделенную линию, предназначенную для подключения, например, компьютера или стиральной машины, поэтому нулевой проводник от него проложен прямо к нагрузке, а не к нулевой шине.
Дополнительные нулевые шины обозначены поз. 11 и 18. К первой подключены группы розеток 2, 3, 4 и от неё прокладывается провод к УЗО 7; ко второй — группы розеток 5, 6, 7, сама же шина подключается к УЗО 14.
Заметим, что данная схема имеет тот же недостаток, что и приведённая в примере №2: номинальный ток вводного автомата (поз. 1) является таким же, как и УЗО поз.7 и 14 — 40 А, в то время как суммарный номинальный ток подключённых к каждому из этих УЗО автоматов составляет 3х16 = 48 А. Для большей надёжности следовало бы установить УЗО, рассчитанное на более высокий номинальный ток.
При подключении УЗО на группу автоматов выявить место утечки достаточно просто. К примеру, сработало УЗО поз. 7. Нужно отключить автоматы поз. 8, 9 и 10, затем включить УЗО и по одному включать упомянутые автоматы. Как только будет включён автомат цепи с утечкой, УЗО тут же отключится.
От того, правильно ли вы выбрали и установили УЗО, зависит, сумеет ли оно спасти вашу жизнь в случае внештатной ситуации. Поэтому к данному вопросу следует подходить со всей обстоятельностью. Изложенные в нашей статье рекомендации помогут избежать ошибок, которые могли бы стать фатальными.
Устройство и базовый принцип работы УЗО
В корпусе защитного прибора выполнена магнитная цепь, из радиального сердечника, входной ток (I1) и выходной ток (I2). В равновесном состоянии сети данные токи равняются, и электросистема функционирует в безопасном режиме. При появлении электротока утечки на корпусе электрооборудования (Id), сбалансированность токов нарушается и по измеряемой обмоточной цепи сердечника течет ток, имеющий величину, пропорциональную току Id.
Принцип действия
Реле срабатывает, так как запитан от этой обмотки измерения, электроцепь размыкается, и ток на корпус оборудования не попадает. Как результат — устройство реализует защиту пользователя от тока Id. Разница токов считается дифференциальной, а защитный аппарат, комбинированный с УЗО, считают дифференциальным автоматом защиты.
Дополнительная функция УЗО
Важность приобретения качественного УЗО
Безответственный подход к выбору устройства защитного отключения, то есть покупка аппарата, который не подходит дому или квартире по характеристикам, может стать причиной определённых проблем:
- ложного срабатывания автоматики, поскольку небольшие утечки электрического тока — это естественная ситуация для проводки, которая была смонтирована относительно давно;
- несвоевременного получения информации об опасном происшествии, если выбрано чересчур мощное УЗО, что может привести к поражению электротоком;
- неспособности УЗО функционировать с имеющейся проводкой из алюминиевых жил, ведь почти все аппараты работают только на медных проводах.
Чтобы не совершить ошибку при выборе УЗО, перед покупкой не мешает внимательно ознакомиться с параметрами аппарата.
Таблица: основные параметры УЗО
Параметр УЗО
Буквенное обозначение
Описание
Дополнительная информация
Номинальное напряжение
Un
Уровень напряжения, который избран производителем аппарата и необходим для его функционирования.
Обычно номинальное напряжение составляет 220 В, иногда — 380 В
Равномерное напряжение в электросети и номинальное напряжение выключателя дифференциального тока, как ещё называют УЗО, — это важное условие беспроблемной работы устройства.
Номинальный ток
In
Наивысшее значение тока, при котором УЗО функционирует в течение длительного периода.
Значение номинального тока может быть следующим: 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 63, 80, 100 или 125 А. По отношению к дифференциальному автомату эта величина выступает и номинальным током автоматического выключателя в комплектации УЗО
Для дифференциальных автоматов значение номинального тока выбирают из ряда: 6, 8, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 63, 80, 100, 125 А.
Номинальный отключающий дифференциальный ток
Idn
Ток утечки.
Эту характеристику устройства защитного отключения считают главной, так как она указывает на то, какая величина дифференциального тока заставит аппарат среагировать. УЗО производят со следующими параметрами номинального отключающего дифференциального тока: 6, 10, 30, 100, 300 и 500 мА.
Номинальный условный ток короткого замыкания
Inc
Показатель, по которому можно судить о надёжности, прочности и качестве УЗО.
Номинальный условный ток короткого замыкания показывает, насколько хорошо выполнены электрические соединения механизма. Величина номинального тока короткого замыкания стандартизована и может быть равна 3000, 4500, 6000 или 10000 А.
Номинальный дифференциальный ток короткого замыкания
IDc
Ещё один показатель качества и надёжности устройства.
Схож с номинальным условным током короткого замыкания. Отличие заключается лишь в том, что сверхток проходит по одному проводнику устройства защитного отключения, а тестирование работы аппарата осуществляется после включения испытательного тока в порядке очереди по разным полюсам УЗО.
Предельное значение неотключающегося сверхтока
—
Это характеристика, отражающая возможности выключателя дифференциального тока оставлять без внимания симметричные токи короткого замыкания и ситуации, когда сеть перегружена.
Этот показатель не имеет ничего общего со значением тока, при котором устройство защитного отключения обязано блокировать подачу электропитания. Минимальный показатель неотключающегося тока должен соответствовать значению номинального тока нагрузки, увеличенному в 6 раз.
Номинальная включающая и отключающая (коммутационная) способность
Im
Параметр, зависящий от степени технической подготовки УЗО, то есть от мощности пружинного привода, используемого сырья и качества силовых контактов.
Коммутационная способность может быть равна 500 А или величине, в 10 раз превышающей уровень номинального тока
У качественных устройств составляет 1000 или 1500 А.
Номинальная включающая и отключающая способность по дифференциальному току
IDm
Характеристика, которая тоже обусловливается техническим исполнением выключателя дифференциального тока.
Этот параметр сравним с предыдущим (Im), но разнится с ним тем, что во внимание принимается протекание дифференциального тока. Зачастую его оценивают во время короткого замыкания на корпус электроприёмника в системе TN-C-S.
Шаг №6. Номинальный ток
Под номинальным током подразумевается максимальная величина тока, который узо может выдержать длительное время без оплавления или повреждения своих контактов и других составляющих элементов.
Грубо говоря, будет работать как ни в чем не бывало, сохраняя все свои защитные функции.
Не путайте, при превышении этой величины УЗО не отключится! За него это должен сделать автоматический выключатель.
Главное правило здесь – номинальный ток УЗО должен быть равен или быть на одну ступень выше тока автомата, защищающего данный участок цепи. То есть, автомата, который стоит после УЗО.
Прошу обратить внимание, что у многих производителей попросту нет УЗО на 32А. В основном такой номинал встречается только у китайских товарищей
Поэтому выбор в табличке Iном=40А обусловлен именно этим.
Если ваше УЗО стоит на вводе, то его ток должен быть на ступень больше или равен току вводного автоматического выключателя.
Когда же на одно УЗО в группе подключено сразу несколько потребителей с разными автоматами, здесь уже ориентируйтесь на сумму их токов.
А что делать, если эта сумма получается даже больше, чем ток вводного выключателя? Тогда берите в расчет именно вводной автомат.
Если вы окончательно запутались в этих расчетах, можете воспользоваться удобной мнемосхемой подбора УЗО от KonstArtStudio.
Просто ответьте на пару вопросов в навигационных блоках и вы получите нужный результат.
