Устройства защитного отключения: нормативные требования и области применения

В системах электроснабжения различных объектов в настоящее время широкое применение находят устройства защитного отключения (УЗО). Применение УЗО в России регламентируется рядом действующих нормативных документов, в том числе:

1. ПУЭ ( в редакции 1999г)
2. ГОСТ Р 50571.3-94 (МЭК 364-4-41-92). Электроустановки зданий. Часть 4. Требования по обеспечению безопасности. Защита от поражения электрическим током
3. ГОСТ Р 50571.8-94 (МЭК 364-4-47-81). Электроустановки зданий. Часть 4. Требования по обеспечению безопасности. Общие требования по применению мер защиты для обеспечения безопасности. Требования по применению мер защиты от поражения электрическим током
4. ГОСТ Р 50807-94 (МЭК 755-83). Устройства защитные, управляемые дифференциальным током. Общие требования и методы испытания
5. ГОСТ Р 50571.11-96 (МЭК 364-7-701-84). Электроустановки зданий. Часть 7. Требования к специальным электроустановкам. Раздел 701. Ванные и душевые помещения
6. Временные указания по применению устройств защитного отключения в электроустановках жилых зданий (утверждены Главгосэнергонадзором 17.04.97г, введены в действие с 01.07.97г, срок действия – до выхода документа взамен ВСН 59-88).

Длительный опыт применения УЗО в странах–членах МЭК подтверждает их высокую эффективность для повышения электробезопасности в электроустановках различных зданий. На отечественном рынке УЗО предлагаются ведущими зарубежными и отечественными производителями: АВВ, GE, Legrand, АСТРО-УЗО и др. Наиболее полный, по нашему мнению, спектр различных модификаций УЗО предлагается фирмой Siemens. Выпускаемые ею УЗО отличаются большим разнообразием технических характеристик и конструктивными особенностями, знание которых позволяет проектировщикам осуществлять наиболее рациональный выбор защитных устройств для конкретных случаев их применения.

УЗО выпускаются на номинальные отключающие токи утечки 10, 30, 100, 300, 500 и 1000  мА. При этом УЗО на токи 100  мА (и более) используются, как правило, в необходимых случаях – для обеспечения селективности. УЗО на токи 300  мА применяют также для обеспечения защиты от возникновения пожара при замыкании на землю.

Время срабатывания УЗО различно, в зависимости от их назначения. Дело в том, что для обеспечения селективности срабатывания (при последовательном включении УЗО) эти устройства должны отличаться не только по номинальному отключающему току утечки, но и по времени срабатывания. Селективные устройства защитного отключения имеют выдержку времени (при срабатывании) и снабжаются маркировкой.

Следует также отметить, что в ряде случаев (при включении потребителей) возникают кратковременные переходные токи, которые могут вызвать отключение УЗО. Это имеет место, например, при включении линии с помехоподавляющим фильтром, где фазный провод соединен через конденсатор с защитным проводом РЕ. В таких случаях необходимо применять УЗО с небольшой выдержкой времени (обычно от 10 мс). Эти устройства маркируются знаком.

В связи с достаточно широким распространением (в быту и на производстве) различных электронных устройств дифференциальные токи утечки могут отличаться от синусоидальной формы и становиться пульсирующими (или даже принимать форму сглаженного постоянного тока). Это может происходить, например, в цепях с выпрямителями и преобразователями частоты. Учитывая такие особенности, УЗО выпускаются в нескольких вариантах:

• тип АС, обозначается символом, предназначен для цепей с синусоидальным током утечки
• тип А, обозначается символом, предназначен для цепей с синусоидальными и пульсирующими токами утечки
• тип В, обозначается символами, предназначен для цепей с синусоидальными, пульсирующими и сглаженными постоянными токами утечки.

Здесь следует отметить, что УЗО типа АС нельзя применять в тех случаях, когда при неисправности электроустановки может появиться сглаженный постоянный ток утечки. Он будет насыщать суммирующий трансформатор и препятствовать срабатыванию УЗО от синусоидального тока утечки. Поэтому оборудование, при нарушении изоляции которого возможно появление переменного или постоянного тока утечки, следует подключать к отдельной линии с использованием универсального УЗО типа В.

Конструктивно УЗО выпускают либо в виде самостоятельного аппарата, либо в виде единого аппарата с автоматическим выключателем, обеспечивающим защиту от аварийного тока. Ряд фирм, в том числе Siemens, выпускают УЗО в виде дополнительных блоков, которые (в необходимых случаях) легко сочленяются с некоторыми сериями автоматических выключателей.Все выпускаемые УЗО снабжаются специальной кнопкой, позволяющей осуществлять контроль их функционирования путем искусственного создания соответствующего тока утечки.

В некоторых случаях применения УЗО (при повреждении электрической изоляции) возникает дифференциальный ток, равный току короткого замыкания. Поэтому при выборе УЗО без встроенной защиты от токов короткого замыкания следует учитывать их стойкость к этим токам.

Фирмы-изготовители обычно указывают стойкость при коротких замыканиях для комбинации УЗО с предвключенным плавким предохранителем на определенный ток. Например, большинство УЗО фирмы Siemens (в сочетании с соответствующим плавким предохранителем на стороне питания) обладают стойкостью к токам короткого замыкания до 10000  А.

При установке УЗО на вводе от воздушной линии необходимо учитывать возможность его срабатывания от атмосферных разрядов, проникающих из линии в форме бегущей волны. Во избежание нежелательных срабатываний защиты в этих случаях необходимо выбирать УЗО с повышенной импульсной устойчивостью. В частности, изделия фирмы Siemens устойчивы к импульсам тока до  1000 А (длительностью 20 мкс, с фронтом нарастания 8 мкс).

В рассматриваемых случаях целесообразно также использовать УЗО с ограничителем перенапряжений, которые выпускаются различными фирмами. Для оснащения уже существующих сетей (или для дополнительной электрозащиты в детских комнатах, гаражах и т. п.) выпускаются специальные розетки со встроенным УЗО. Конструктивно такие розетки разрабатываются как для стационарной установки, так и в виде мобильного устройства с двухместной розеткой. Эти розетки рассчитаны на ток до 16  А и имеют закрывающиеся гнезда.

Все виды УЗО рассчитаны на количество срабатываний не менее 10000 раз.

В заключение отметим, что применение имеющейся номенклатуры УЗО позволяет проектировщикам обеспечивать современный уровень электробезопасности питающих, распределительных и групповых сетей.