Противопожарное УЗО для частного дома

Применение противопожарного УЗО для защиты проводки от возгорания

Проблемы с проводкой часто становятся причиной возгорания. Старые кабели особенно подвержены ухудшению изоляционных свойств, которое приводит к их нагреву и короткому замыканию. Для борьбы с подобным явлением применяют противопожарное УЗО.

Назначение дифференциальных выключателей

Дифференциальные автоматические выключатели предназначаются для защиты электросети от коротких замыканий и асимметрии токов. Принцип работы подобных устройств основан на сравнении значений и направлений токов, протекающих в L и N жилах питающей сети. Если они равны, то дифференциальный автомат остается во включенном состоянии. Если отличаются, то он отключит нагрузку.

Принцип работы дифференциального автомата

Особенностью работы дифференциального автомата является то, что помимо сравнения токов друг с другом, он замеряет их абсолютное значение. Таким образом, диф автомат, кроме сравнивающей функции, выполняет задачу по отсечке потребителя при перегрузке по мощности. В этом плане его роль схожа с обыкновенным автоматическим выключателем.

В итоге можно выделить 2 задачи, которые выполняет диф автомат:

защита при перекосе нагрузки или утечки тока на землю;
отключение потребителя при перегрузке или КЗ.

Следует понимать отличия между устройством защитного отключения и дифференциальным автоматическим выключателем. УЗО используется только для обнаружения утечки. Диф автомат же работает по схожему принципу, но дополнительно защищает сеть от замыканий и перегрузок по току.

Как УЗО предотвращает пожар

Для подобных целей применяются специальные противопожарные устройства защитного отключения. Их особенность состоит в высоком токе утечки. Его значения подбираются, исходя из мощности потребителя и нормальных токов утечки (возникают из-за старения изоляции). Ориентировочные значения следующие:

до 100 мА — для рядовых потребителей, квартир и частных домов;
до 300мА — для промышленных потребителей, мастерских и небольших цехов.

В большинстве случаев пожар возникает из-за некачественного контакта или плохой изоляции проводки. Ток начинает протекать через защитный слой кабеля на окружающие его предметы. Например, арматуру или металлические корпуса электрических аппаратов. Протекание тока приводит к нагреву поврежденного места. С течением времени его температура возрастает до воспламенения изоляции.

Роль противопожарного защитного устройства заключается в заблаговременном отключении потребителя при возникновении нагревающих токов утечки. Впоследствии такое отключение спасает проводку от пожара. А УЗО не позволит подать напряжение, пока поврежденное место не будет найдено, а проблема устранена.

Дополнительная информация. Если устройство защитного отключения слишком часто срабатывает без ведомой на то причины, то следует обратить внимание на исправность самого прибора. Нередки случаи, когда виновником ложных срабатываний является само УЗО. Во избежание подобных неприятностей лучше приобретать автоматику от надежных производителей, таких как ABB.

Выбор противопожарного защитного устройства

Существует огромное количество различных моделей УЗО. Каждая из них оптимально подходит под определенную задачу. Например, для защиты обычных квартир применяют однофазные защитные устройства, а для небольшой мастерской уже пригодится трехфазный прибор.

Разница существует и в максимальных токах, которые способно пропускать УЗО. Для квартиры достаточно устройства на 25-32 А. Для промышленных объектов, как правило, требуется аппарат минимум на 63 А, что соответствует потребителю мощностью около 15 кВт.

Поэтому существует ряд критериев, по которым следует выбирать устройство защитного отключения. Самые значимые из них таковы:

Ток утечки. Для противопожарных моделей он лежит в диапазоне 100-300 миллиампер.
Электронное или электромеханическое УЗО. Этот фактор влияет на надежность прибора.
Селективное или неселективное устройство. Зависит от масштабов и сложности схемы.

Ток утечки УЗО

Типичные значения составляют 100-300 мА. При выборе следует исходить из двух факторов:

Разветвленность электропроводки. Чем она больше, тем выше утечка.
Состояние изоляции. Чем она старее, сырее и грязнее, тем сильнее утечки.

Для квартиры применяют УЗО на 100 мА. Объясняется это малой разветвленностью и общей длиной проводки. Ведь чем больше площадь проложенных в стенах кабелей, тем проще току найти слабое место в изоляции и утечь на близлежащие заземленные конструкции.

У больших промышленных потребителей маршруты электроснабжения более разветвленные. Также они имеют большую протяженность. Поэтому току проще найти слабую изоляцию и покинуть токоведущую жилу.

Дополнительная информация. Здесь стоит подчеркнуть, что утечка тока и короткое замыкание на землю — вещи разные. При КЗ сопротивление изоляции падает практически до нуля. Поэтому возникают огромные и разрушительные токи замыкания, сопровождающиеся искрами и горением дуги. Утечка тока через изоляцию — явление обычное и нормальнее. В разумных пределах оно присутствует даже у новых электрических кабелей.

Другой важный фактор, повышающий ток утечки — это состояние изоляции. Влага, частички грязи, металлическая пыль и трещины уменьшают сопротивление защитного слоя. Такое обычно происходит со старой проводкой. Из-за этого возрастают утечки тока. Поэтому если проводка старая или находится во влажной среде, то желательно выбрать УЗО, рассчитанное на большие утечки.

Электронное или механическое устройство

Представленные в продаже противопожарные защитные устройства по исполнению делятся на 2 вида:

Электронные. Содержат небольшую печатную плату, управляющую контактами.
Электромеханические. Работают без сложной электроники.

Электронные устройства обладают недостатком. Для их работы необходимо напряжение в защищаемой линии. Поэтому если перед УЗО происходит обрыв нулевого проводника, то оно теряет работоспособность и не срабатывает при повреждении изоляции.

Электромеханические устройства в этом плане надежнее. Они не столь критичны к качеству питающего напряжения и менее восприимчивы к его скачкам и просадкам.

Обычное УЗО или селективное

Обычные защитные устройства пригодны для небольших потребителей. Они подходят для квартир с малым числом комнат и надежной изоляцией проводки. Главный недостаток таких устройств — это невозможность оперативно выяснить, где именно произошла утечка тока. То есть если где-то в квартире повредилась изоляция, то электропитание всей площади отключится.

УЗО селективного действия используются для формирования избирательной защиты. Обычно это устройства категории S. Их применение позволяет локализовать место повреждения изоляции и отключить от электропитания только и именно проблемный участок.

Селективное устройство EKF

Селективные устройства защитного отключения устанавливаются на вводе в электрощит. Они целесообразны для крупных разветвленных потребителей или многокомнатных квартир, в которых поиск места утечки тока способен занять слишком большое время.

Где используется противопожарное защитное устройство

Противопожарные УЗО применяются для защиты от возгорания в многоквартирных домах. Жильцы устанавливают защитное устройство в свои распределительные щиты на вводе в квартиру. При этом УЗО по требованиям энергоснабжающей организации устанавливается после прибора учета. За редким исключением используют стандартные противопожарные устройства с током утечки до 100 мА. Для средней квартиры с современной проводкой такой номинал является оптимальным.

Другая сфера применения противопожарного УЗО — это защита для частного дома из древесины. Материал стен здесь принципиален. Дерево в большей степени подвержено горению. Оно обладает меньшим удельным сопротивлением, чем бетон. Поэтому в доме из дерева риск возникновения пожара из-за проблем с проводкой на порядок выше, чем в бетонном здании. Соответственно УЗО для построек из натуральных материалов гораздо актуальнее, чем для кирпичных или бетонных.

УЗО может использоваться и в составе более сложных систем пожаротушения. Например, в сочетании с противопожарным оборудованием таких компаний как AAB Technology.

Монтаж и типовые схемы подключения противопожарного УЗО

Для установки противопожарного устройства защитного отключения потребуется минимальный набор инструментов, немного опыта электромонтажных работ и подходящая для потребителя схема. Перед монтажом нужно ориентироваться на следующий список инструментов и материалов:

пассатижи, кусачки, 1-2 м провода сечением от 2,5 кв. мм;
индикаторная отвертка, мультиметр или контрольная лампочка;
само УЗО и инструкция по его установке;
подходящая схема подключения.

Важно! Перед установкой защитного устройства требуется снять с электрощита напряжение. Для этого необходимо отключить вводной автоматический выключатель, затем убедиться в отсутствии опасного потенциала при помощи индикатора или вольтметра. В идеале лучше использовать контрольную лампу накаливания.

Сложности существуют с подбором правильной схемы. Квартирный щиток может быть оснащен заземляющим проводом, а может быть и без него. Некоторые потребители для работы требуют 3 фазы питания, а некоторые только одну. Поэтому ниже приведены несколько типичных схем подключения противопожарного УЗО.

Подключение однофазного УЗО

Одна из наиболее популярных схем. Она применима в квартирах и частных домах с однофазным питанием без заземляющего провода:

На вводе в электрощит устанавливается автоматический выключатель. Он защитит последующие цепи от КЗ.
За ним следует прибор учета. В данном случае он однофазный.
Далее подключается УЗО. Монтаж проводов выполняется согласно маркировке на корпусе прибора.
После УЗО ноль следует подсоединить на общую N шину, а фаза расходится по групповым автоматам.

Подключение трехфазного УЗО

Для защиты от пожара трехфазной сети потребуется четырехполюсное устройство на 380 В. Остальные же принципы монтажа остаются теми же. Сначала идет вводной автомат, затем счетчик и групповые автоматы или УЗО.

Основная задача противопожарного УЗО — это защита от возгорания проводки. Устройства этого класса рассчитаны на сравнительно высокие токи утечки до 300 мА. Поэтому они не подходят для обеспечения безопасности человека от поражения электротоком.

Схема подключения противопожарного УЗО

На ток утечки противопожарного УЗО оказывает влияние состояние и возраст проводки. Также сказывается ее протяженность и разветвленность. Чем хуже состояние кабелей, тем выше риск ложных срабатываний устройства защиты.

Выбираем УЗО для квартиры и дома — чек лист в 10 шагов.

Устройство защитного отключения выбирается уже после того, как вы разделили всю эл.проводку на отдельные группы, рассчитали, а может даже уже и проложили соответствующий кабель требуемого сечения и подобрали защитные автоматы.

Именно от этих параметров во многом и зависит выбор самого УЗО.

Не забываем, что УЗО необходимо не для защиты от коротких замыканий или перегрузок (с этим делом справляются автоматы), а для защиты человека от поражения эл.током.

Чтобы правильно подобрать себе УЗО в щитовую, пройдитесь по чек листу из 10 шагов, и вы без труда определитесь с нужным аппаратом защиты в ваш дом или квартиру.

В первую очередь нужно определиться с количеством. То есть, сколько УЗО вам вообще необходимо установить в электрощиток? Хватит ли одного на весь дом или желательно защитить каждую линию?

Самый распространенный и экономный вариант – это именно установка ОДНОГО вводного УЗО. И это тоже правильно и никакой ошибки здесь нет.

Однако данное утверждение справедливо до первой серьезной аварии.

А вот тут как раз все и зависит от ваших групп и подключенных токоприемников.

1 Во-первых, устанавливайте УЗО на каждый прибор, так или иначе контактирующий с водой.

стиральная машинка

посудомойка

3 В-третьих, еще одно УЗО обязательно идет на общую группу розеток. Этого количества в подавляющем большинстве случаев более чем достаточно.

Если у вас однофазная сеть 220V, то выбирайте 2-х полюсное УЗО.

Если в доме 3-х фазка 380V, то здесь выбор богаче. Либо одно 4-х полюсное, либо 3 двухполюсных на каждую фазу.

Здесь смотрите по характеру нагрузки (3-х фазный движок – тогда 4-х полюсник). По всем фазам равномерно подключена однофазная нагрузка на 220В – три двухполюсника.

Существует электронное и электромеханическое УЗО. Отличить их можно по надписям на корпусе.

У электронного нарисована схема с поляризованным реле в виде буквы “А” в треугольничке.

У эл.механического такого обозначения нет.

Какое из них лучше? Эл.механическое УЗО считается более надежным, поэтому рекомендуется выбирать именно его.

Защищает только от утечки в сетях переменного тока.

Обеспечивает защиту при утечке как на переменном, так и импульсном токе (современные телевизоры, блоки питания, компьютеры и т.п).

Требуются для щитовых с большим количеством УЗО (на гл.вводе и отходящих линиях), в так называемых каскадных схемах.

Они обеспечивают селективность при которой узо на гл.вводе срабатывает в самую последнюю очередь.

УЗО реагирует на переменный, пульсирующий, постоянный и сглаженный ток.

В Европе в некоторых странах (например, Германия) тип АС даже официально запрещен действующими там правилами.

Ток утечки – это фактически чувствительность узо. Чтобы не разглагольствовать в теории, приведем уже готовые варианты, исходя из существующих рекомендаций и норм.

10мА – для отдельного подключения стиральной машинки или эл.титана

Сюда же можно отнести всех потребителей, так называемой “влажной” группы, работающих с водой.

30мА — если все эти потребители влажной группы одновременно сидят на одной общей линии (одно УЗО на всю ванную комнату или одно УЗО на всю кухню)

30мА – для всех остальных групп освещения и розеток в доме

100мА – на главном вводе в качестве противопожарной защиты для квартир

300мА – противопожарное УЗО для частного дома или коттеджа

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.

Помимо номинального тока есть еще такая величина, как условный ток короткого замыкания. Ну то есть, когда происходит КЗ в проводке, какой максимальный ток УЗО сможет кратковременно через себя пропустить, и при этом не разрушиться.

На сегодняшний день подбирайте устройства с параметром не менее 6000А.

Этот параметр должен быть не менее чем в 10 раз больше номинального тока или равняться 500А.

Здесь все зависит от конструкции и качества контактов. УЗО зарекомендовавших себя производителей имеют номинальную коммутационную способность в 1000А или 1500А.

Для эл.щитовой в квартире стандартно применяют УЗО, рассчитанные на работу от -5С до +40С.

Если же вы монтируете аппарат защиты на улице, в ящике с вводным кабелем, тогда выбирайте модели, предназначенные для работы при отрицательных температурах воздуха от -25С до +40С.

Они имеют у себя на корпусе специальный значок.

Здесь мы не будет советовать конкретный бренд, хороших фирм и так достаточно, и все они на слуху:

Противопожарное узо — принцип работы и схема подключения

Противопожарное УЗО — условный термин, характеризующий рубильник с датчиком дифференциального тока и механизмом автоматического отключения линии в случае опасных утечек. В этом и состоит противопожарный эффект, который обеспечивается любым УЗО. При этом принято подразделять устройства защитного отключения с чувствительностью 10 — 30 мА для защиты человека от поражения токами утечки, и чувствительностью 100 — 300 мА для защиты от возникновения пожара по причине некачественной или поврежденной изоляции.

Противопожарное УЗО защищает только от значительных токов утечки, которые могут привести к возникновению пожара, и оно не предназначено для защиты человека от поражения электрическим током.

В данном обзоре подробно рассмотрим особенности использования УЗО с повышенной уставкой в системе квартирного и домашнего электрообеспечения и схематические примеры подключения в электрощите.

Функции противопожарного УЗО

К основным функциям противопожарного УЗО относят:

Контроль состояния вводного кабеля и его защита.
Контроль и защита линий потребителей, в которых дифференциальная защита не установлена.
Анализ исправности электрической схемы после модуля на предмет тока утечек через изоляцию.
Резервирование (дополнительная ступень защиты) расположенных ниже защит при их отказе и продолжающемся развитии аварийного режима.

Более подробно остановимся на функции резервирования, и отметим, что поскольку УЗО — быстродействующий выключатель, то при использовании обычных вариантов с уставкой 100 — 300 мА не удастся обеспечить селективность последовательно включенных устройств защитного отключения по дифференциальному току. Поэтому, при всплеске тока утечки до многократного значения от номинального отключающего дифференциального тока, во избежание одновременного срабатывания последовательно включенных устройств, основное УЗО должно иметь задержку по времени — селективность.

В качестве противопожарных (резервных) устройств применяют только селективные УЗО типа «S», имеющие выдержку времени на срабатывание 120-60 мс.

Причины возгорания электропроводки

Причинами возгорания электропроводки могут являться:

Нагрев проводников (локальный или на протяженном участке) из-за перегрузки.
Искрение в месте плохого электрического контакта (в соединениях, на клеммах электроприборов и аппаратов)
Утечка с неизолированных участков цепи (в соединительных, ответвительных и проходных коробках, распределительных щитах, электрических аппаратах).
Горение электрической дуги на каком-либо участке цепи, вызванное током короткого замыкания.
Повреждения изоляции кабеля.

Повреждения изоляции кабеля могут происходить по следующим причинам:

Электрические — от перенапряжения и сверхтоков.
Механические — удар, нажим, сдавливание, изгиб, повреждение инородным телом.
Воздействие окружающей среды — влажность, тепло, излучение (ультрафиолет), старение, химическое воздействие.

Развитие короткого замыкания из тока утечки, приводящее к возгоранию, происходит следующим образом:

В месте микроповреждения изоляции между находящимися под напряжением проводниками начинает протекать крайне малый точечный ток.
Под воздействием влажности, загрязнения, проникновения пыли с течением времени образуется проводящий мостик, по которому протекает ток утечки.
По мере ухудшения состояния изоляции, начиная со значения тока примерно 1 мА, постепенно происходит обугливание проводящего канала, возникает «угольный мостик», и происходит непрерывное возрастание тока.
При значениях тока утечки 150 мА, что соответствует мощности 33 Вт, возникает реальная опасность возгорания за счет нагрева теплом, выделяемым в месте повреждения изоляции, различных легко воспламеняемых материалов.

Где ставится противопожарное УЗО

Для повышения уровня защиты от возгорания при замыканиях на заземленные части, когда величина тока недостаточна для срабатывания максимальной токовой защиты, на вводе в квартиру (дом) рекомендуется установка УЗО с током срабатывания от 100 мА. Устройства с уставкой 300 мА целесообразны для использования на больших объектах со множеством электрощитов и длинными кабельными линиями.

Защитное устройство применяются в многоуровневых (многоступенчатых, каскадных) схемах как первая ступень дифференциальной защиты. Оно ставится в щитах учета или в этажных распределительных щитах после счетчика. При этом, с вводного автомата фазный и рабочий нулевой проводник заводятся непосредственно к прибору учета (электросчетчику). Далее, после прибора учета, устанавливается противопожарный УЗО.

Приводя частный пример, можно отметить, что применение противопожарного УЗО особенно актуально в деревянном доме, имеющем два и более распределительных щитов. При такой схеме нужно отслеживать как вводной кабель, так и не защищенные групповыми УЗО транзитные кабели, связывающие электрощиты.

Принцип работы противопожарного УЗО

Принцип работы как противопожарного, так и обычного УЗО одинаков основан по постоянном сравнении векторов тока, протекающих по фазному и нулевому проводнику.

Рассмотрим подробно данный механизм:

В нормальном режиме электроснабжения, когда векторы тока равны, наводимые магнитные потоки от каждого провода, складываясь в магнитопроводе, уничтожают друг друга.
При образовании утечки ток в рабочем нулевом проводнике уменьшается на ее величину.
Пропорционально утечке изменяется суммарный магнитный поток. Он индуцирует в катушке магнитопровода электродвижущую силу (ЭДС).
Под воздействием ЭДС срабатывает исполнительное реле KL. Оно полностью снимает питание с защищаемой линии.

УЗО общего применения, обладая высоким быстродействием, предназначено для защиты человека от воздействия электрическим током. Противопожарное УЗО имеет повышенную уставку срабатывания на 100 или 300 миллиампер и, соответственно, меньшее быстродействие. Наглядно данное различие продемонстрировано в следующем графике:

Времятоковые характеристики УЗО

Противопожарное УЗО с чувствительностью в 100 — 300 мА предупредит короткое замыкание и не допустит возгорания, обесточив все здание до устранения утечки тока. И такие устройства с грубой отсечкой в первую очередь прикрывают те участки сети, которые не защищены УЗО общего применения.

Пожарная безопасность электроустановок

Выделим информацию из нормативных документов, которая регламентирует использование УЗО для обеспечения пожарной безопасности электроустановок зданий, сооружений и строений:

Схема подключения УЗО

Переходя к рассмотрению типичных схем расключения противопожарного УЗО в электрощите, необходимо обратить особое внимание на обеспечение селективности дифференциальной защиты в каскадных схемах и соблюсти следующие условия:

Чувствительность по току утечки у таких УЗО должна отличаться от УЗО общего применения минимум в 3 раза.
Время срабатывания также должно отличаться минимум в 3 раза.

Поэтому, для обеспечения селективности при применении противопожарного УЗО, оно помимо повышенную уставки, должно быть селективным (типа S, реже G). В противном случае, при срабатывании нижестоящего УЗО общего применения будет срабатывать и противопожарное.

Рассмотрим схему электроснабжения с использованием вводного противопожарного узо:

В данной схеме:

— вводной автомат
— вводное селективное УЗО для защиты от пожара с током отсечки 100 или 300 мА.
— УЗО общего применения с током отсечки 30 мА для защиты розеточной группы.
— автоматические выключатели без защиты линий групповым УЗО, но защищенные вводным УЗО.
— автоматические выключатели защищенные групповым и вводным УЗО.
— гребенчатая шина, которая переносит фазный проводник на все автоматические выключатели группы.
— основная нулевая шина для связки с вводным УЗО.
— нулевая шина для связки с групповым УЗО.
— шина заземления.
— подключение фазного проводника L от вводного кабеля.
— подключение рабочего нулевого проводника N от вводного кабеля.
— подключение защитного нулевого проводника (заземление) PE от вводного кабеля.

Стоит отметить, что в данной схеме не отображен электросчетчик, который должен располагаться перед противопожарным УЗО.

Подведем итог. Противопожарное УЗО, а точнее селективное УЗО с номинальным дифференциальным отключающим током 100 мА или 300 мА устанавливается на вводе щита для защиты от тока замыкания на землю, который может вызвать возгорание изоляции жил кабеля в случае, если не все групповые линии находятся под защитой УЗО с номинальными дифференциальными отключающими токами до 30 мА.

Противопожарное УЗО: рекомендации по выбору, правила и схемы монтажа

По правилам проектирования электроустановок и нормам пожарной безопасности электросеть на входе в квартиру или коттедж должна иметь противопожарное УЗО. Это обычный дифференциальный выключатель, только имеющий более высокое значение тока утечки, нежели классические устройства защиты от поражения электротоком.

При выборе подобного прибора, предназначенного для предотвращения пожара, необходимо соблюсти ряд условий. Его установка также предполагает выполнение специфических требований электромонтажа.

Давайте разберемся в особенностях работы этого устройства, сфере его применения и ключевых особенностях на которые нужно обратить внимание выбирая это оборудование.

Общие функции дифференциального выключателя

В бытовых и промышленных электросетях используют несколько типов защитных устройств, предназначенных для предотвращения пожаров и поражения людей электротоком. Все они рассчитаны на срабатывание при поломках в электроустановках или пробое изоляции проводки.

Принцип работы, элементы внутри и контролируемые характеристики у них разные. Однако задача везде одна – при возникновении проблем быстро разорвать цепь питания.

УЗО (дифференциальный выключатель) – это электротехнический прибор, разрывающий линию электропитания при появлении высокого тока утечки. Последний возникает при пробое изоляционного слоя в различных тепловых электронагревателях и проводах.

Если в этот момент человек прикоснется к корпусу сломавшегося оборудования, то электроток пойдет через него в землю. А это чревато тяжелыми травмами. Чтобы не допустить подобного, в цепь и ставится устройство защитного отключения (автоматический выключатель дифференциального тока).

Состоит УЗО обычное и противопожарное из:

корпуса;
трансформатора с тремя обмотками;
реле ЭДС.

В нормальном рабочем состоянии проходящий через трансформаторные обмотки электроток формирует магнитные потоки с разными полюсами. Причем при их сложении получается итоговый ноль. Реле в таком состоянии находится в закрытом состоянии и пропускает ток.

Но при появлении утечки баланс на обмотках нарушается. На это и реагирует рассматриваемый автоматический переключатель, размыкая цепь. В результате напряжение в сети пропадает – сломавшийся электроприбор обесточен, а человеку ничего больше не угрожает. Срабатывание УЗО происходит буквально за несколько миллисекунд.

Источником пожара электрооборудование становится при:

коротких замыканиях;
перегрузках в сети и/или самой электроустановке;
сверхнормативных утечках, связанных с деградацией изоляции.

В первых двух случаях защитное отключение производится дифавтоматом (тепловым электромагнитным расцепителем) либо путем перегорания предохранителя. Для третьей ситуации как раз и существует рассматриваемое УЗО по дифференциальному току. Есть еще специальные устройства контроля изоляции, но они дороги и в квартирных или домовых щитках устанавливаются редко.

Как УЗО способно предотвратить пожар?

При электротравмах искр, способных вызвать возгорание, не образуется. Но пожар при возникновении тока утечки все же может произойти. Дело в проводке и электротоке, проходящем по кабелям. Изначально жилы рассчитаны на строго определенные величины напряжения. Если эти параметры выходят за проектные нормы, то недолго и до появления открытого огня.

Задача противопожарного УЗО заключается в контроле этой ситуации и недопущении перегрева проводки. Если изоляция повреждена и образовался ток утечки, то защитное устройство просто отключает проблемную линию от сети. При наличии в цепи дифференциального выключателя дело до слишком сильного нагрева металла жил и возникновения огня даже не доходит.

Электроток утечки в пределах 300–500 мА и напряжении 220 В – это выделяемое тепло, равное теплу, образующемуся от зажженной бытовой зажигалки. Подобное тепловыделение неизбежно приводит к воспламенению проводки и всего поблизости.

Основная функция рассматриваемого класса УЗО – это не защита человека, а повышение пожарной безопасности. Чтобы предотвратить поражения электротоком, после противопожарных устройств защиты в цепь ставятся обычные приборы меньшего номинала по току утечки.

Функционально противопожарное УЗО защищает:

Вводный кабель перед собой.
Проводку линии потребителей после себя.
Подключенное электрооборудование, когда при сбоях не срабатывает расположенный ниже стандартный дифференциальный выключатель.

Противопожарное УЗО – это часть каскадной защиты электросети 220 В. Оно не используется в системах задымления и мониторинга за пожарами. В них подобных защитных устройств, наоборот, присутствовать не должно. При определенных раскладах они могут отключить такую систему контроля, что совершенно недопустимо.

Критерии выбора оборудования

Существующие УЗО подразделяются на однофазные и трехфазные. В быту применяются только первые устройства. В квартиру и частный дом от электрического щитка практически всегда идет линия в одну фазу. Дифференциальный выключатель для этого применяется с двумя клеммами (ввод плюс вывод), тогда как у трехфазных аналогов зажимов для проводов четыре.

Устройства защитного отключения бывают:

электронными;
электромеханическими.

Первые дороже, но менее надежны. Практически во всех случаях противопожарное УЗО лучше всего брать именно электромеханического класса. Такому выключателю не нужно внешнее питание. Электронный аналог при обрыве питающей линии перестает работать и следить за повреждениями изоляции. Плюс во время скачка напряжения у него повышается время срабатывания.

Два главных критерия выбора противопожарного УЗО – это селективность устройства (наличие в нем возможности установки задержки отключения) и высокий параметр тока утечки (100–300 мА). Если одно из этих условий не выполнено, то система из защитных аппаратов в электрощите не станет работать, как положено.

По нормам противопожарное УЗО должно отличаться минимум в три раза в большую сторону от нижерасположенного обычного по:

току утечки;
времени срабатывания.

Если разница по этим параметрам менее трех раз, то при срабатывании нижестоящего дифференциального выключателя среагирует на отключение контура и противопожарное устройство. В результате будет сложнее выяснить причину отключения, а без питания останутся все потребители в параллельных линиях, на которых проблем нет.

В идеале каскадная схема из различных УЗО должна работать так, чтобы при возникновении проблем реагировало только то устройство, которое расположено ближе всего к месту пробоя изоляции. При таком раскладе отключается лишь защищаемая цепь. Остальные продолжают оставаться под напряжением.

С требованием высокого параметра тока утечки ситуация следующая. У обычных УЗО он подбирается в пределах 10–40 миллиампер. Рабочий электроток (максимум потребления подключенными в линию электроприборами) в данном случае достигает 16–40 А. Для освещения и розеток с бытовыми приборами этого вполне достаточно.

Однако в любой электрической сети присутствуют естественные утечки. В проекте внутриквартирной или внутридомовой энергосистемы их специально рассчитывают, чтобы правильно подобрать УЗО. Они не должны превышать 1/3 от тока утечки выбранного дифференциального выключателя для конкретной линии. Иначе защитное устройство будет на регулярной основе ложно срабатывать.

Если защитное устройство выбрать, как для обычного случая, на 10–40 мА, то электросеть постоянно будет отключена. Фактически непрерывно УЗО станет фиксировать утечки, срабатывая на выключение питания во всех линиях электроснабжения дома.

Схемы установки защитного выключателя

УЗО не рассчитано на отслеживание перегрузок в электросети, поэтому его обязательно надо ставить вместе со стандартным «автоматом» – автоматическим выключателем. Так защита выйдет полной по всем проблемным направлениям.

Стандартная схема подключения защитных устройств в электрощите выглядит следующим образом:

Первым на входе идет автомат.
Затем ставится счетчик электроэнергии.
Потом подключается противопожарное УЗО (на 100–300 мА).
После производится разделение цепи на несколько отдельных линий потребления с УЗО от поражения током (на 10–40 мА).

В некоторых схемах первый автоматический выключатель меняют на выключатель-пакетник, а менее мощные автоматы потом ставят на потребительских линиях. Такой вариант также не противоречит правилам.

Противопожарное УЗО для частного дома

Пожар в доме может привести к большим материальным проблемам и даже к травмам или гибели людей. Одной из причин возгорания является неисправность электроприборов или проводки.

Для защиты от перегрузки и короткого замыкания используются автоматические выключатели, а для отключения линии при нарушении изоляции между токоведущими частями и заземлёнными элементами применяется противопожарное УЗО.

В этой статье рассказывается о том, как работает этот вид защиты и в каких случаях необходима установка такого прибора.

На чем основана противопожарная защита

Короткое замыкание между деталями электрооборудования, находящимися под напряжением, и заземлёнными частями конструкции вызывает ток короткого замыкания, который достаточен для срабатывания автоматического выключателя.

Однако при повреждении изоляции короткое замыкание возникает не всегда. В некоторых случаях появляется ток утечки, величина которого составляет всего 100-500мА.

При напряжении 220В мощность, выделяемая в месте замыкания, достигает 100Вт. Аналогичную мощность и его вполне достаточно для разогрева места аварии до температуры возгорания рядом расположенных легковоспламеняемых материалов. Для защиты от подобных ситуаций используется противопожарное УЗО.

Уставка такого устройства в зависимости от модели составляет от 100 до 500мА. Такие токи являются опасными для здоровья и жизни людей, но противопожарное УЗО для частного дома может защитить электропроводку от возгорания, а дом от пожара.

Конструкция и принцип действия этого аппарата ничем не отличается от обычных приборов, кроме более высокого тока утечки. В УЗО и дифавтоматах, применяемых в домашней электропроводке, он составляет 10-30мА. Номинальный ток аппаратов противопожарной защиты может быть любым, но обычно он начинается от 25А и зависит от реле, установленного внутри устройства.

Информация! Количество полюсов зависит от числа фаз — двухполюсные приборы устанавливаются в однофазной сети, а четырёхполюсные в трёхфазной.

Схема подключения противопожарного УЗО

Смертельным для человека в сети переменного напряжения является ток 100мА, поэтому для защиты электроприборов используются УЗО с уставкой 10 или 30мА. от поражения электрическим током защитить не может, поэтому такие устройства устанавливают во вводных электрощитах для аварийного отключения всего здания. Это обеспечивает селективность защиты.

Справка! Селективность защиты — это такое построение схемы и выбор параметров устройств защиты, при котором в аварийной ситуации отключается только неисправный участок, а всё остальное оборудование остаётся подключённым к сети.

Противопожарное УЗО отключает питающие кабеля и автоматические выключатели, позволяет отключать только тот участок, в котором имеется короткое замыкание и уменьшает количество ложных срабатываний.

Например, при попадании воды на электронную плату стиральной машины отключится питающая её линия, а все остальные электроприборы остаются включёнными.

В некоторых ситуациях вместо этого прибора целесообразна установка дифавтомата с такими же защитными параметрами. Это позволяет сэкономить место в электрошкафу или улучшить защиту, заменив обычный автоматический выключатель дифференциальным.

Номинал противопожарного УЗО

Выбор противопожарного УЗО для защиты дома связан с необходимостью отключения питания при появлении тока утечки сразу в нескольких линиях. При этом утечка в каждом отдельном кабеле может быть небольшой, но общий ток при этом составляет значительную величину. Например, подобная ситуация возникает при высокой влажности в ванной комнате или затоплении квартиры соседями с верхнего этажа.

Кроме того, параметры противопожарного УЗО должны обеспечивать отсутствие срабатываний при отключении одного из защитных устройств, расположенных ближе к месту аварии. Этим требованиям отвечает двух- или трёхступенчатая система защиты, в которой ток уставки каждой следующей ступени выше, чем предыдущей.

Распространённые модели противопожарных УЗО имеют номинальный ток утечки 100 для квартиры или частного дома и 300мА для вводного щитка в многоквартирном здании. Существуют так же устройства с регулируемыми уставками — 40-100, 63-100, 63-300 и 100-300мА. Количество полюсов зависит от числа фаз — 2 полюса в однофазной сети и 4 в трёхфазной.

Информация! Номинальный ток УЗО определяется вводным автоматическим выключателем и должен быть равен или больше номинального тока автомата.

Чем противопожарное УЗО отличается от обычного

Принцип действия всех устройств защитного отключения одинаков. Отличие только в токе уставки, именно он определяет место установки и назначение прибора:

10мА. Используются только для защиты стиральной машины или розеток в ванной. При подключении к устройству розеток или освещения, находящихся в других частях квартиры, ток уставки повышается до 30мА.
30мА. Самый распространённый номинал дифференциальной защиты, устанавливается на всех линиях бытовой проводки.
100, 300 и 500мА. УЗО с такими номиналами называют противопожарными. Они не защищают людей от поражения электрическим током, но предохраняют проводку от возгорания.

Так зачем же нужны противопожарные УЗО? Эти приборы устанавливаются во вводных щитах и шкафах, сразу после вводного автомата или электросчётчика. Они защищают не потребителей, а кабеля и электрощиты. Ток уставки этих приборов выбирается таким образом, чтобы обеспечить селективность защиты.

Отличие между противопожарным и обычным УЗО:

1. Уставка по току утечке;
2. Назначение по защите.

Название этого класса приборов «противопожарные» указывает на основное предназначение таких устройств. В первую очередь они защищают электропроводку от пожара.

При токе утечки 300мА в сети 220В в месте нарушения изоляции выделяется мощность около 60 Вт. Этого вполне достаточно для нагрева конструкции до температуры возгорания. Если лампу накаливания такой мощности накрыть листом бумаги, то через некоторое время бумага может обуглиться или даже загореться.

Так как же работает противопожарное УЗО? Принцип действия этих устройств такой же, как и у приборов с меньшей уставкой и основан на сравнении токов в нулевом и фазном проводах:

1. в обычной ситуации эти токи равны;
2. при нарушении изоляции между фазным проводом и заземлённым корпусом электроприбора или элементами конструкции здания появляется ток утечки;
3. ток, протекающий по нулевому проводу, уменьшается на величину тока утечки;
4. равенство между токами в нулевом и фазном проводах нарушается;
5. при достижении тока утечки величины равной или большей уставке УЗО аппарат отключается.

Важно! Основным недостатком этих устройств является большая величина уставки — выше, чем опасная для жизни человека. Поэтому противопожарные УЗО применяются только в сочетании с групповыми УЗО, имеющими уставку меньшей величины.

Где ставится противопожарное УЗО

Противопожарное УЗО монтируется в квартирных электрощитах после счётчика, в этажных распредщитах или в домовых вводных щитах. Они так же могут располагаться в распредустройстве понижающей трансформаторной подстанции.

Основное предназначение этих приборов следующее:

защита кабеля, соединяющего щит учета и жилое здание.
защита участков электропроводки, в которых отсутствует УЗО;
отключение электрощитов при замыкании внутри щита;
дублирование нижестоящей дифференциальной защиты.

Для обеспечения селективности вышестоящее противопожарное УЗО следует выбирать с уставкой в 3 раза выше, чем у нижестоящего. Например, защитное устройство отдельной линии должно иметь ток срабатывания 30мА, прибор в квартирном щите выбирается с уставкой 100мА, защита на этаже , а общедомовой аппарат должен иметь уставку 500мА.

Кроме того, следует учесть время срабатывания. Оно так же должно отличаться в 3 раза. Самый быстродействующий прибор выбирается для отдельных линий и электроприборов, иначе при больших токах утечки возможно отключение сразу всех защитных устройств — от подключенных к отдельному электроприбору до общедомового.

Каким номиналом выбрать УЗО 100 или 300 мА?

При выборе противопожарного УЗО возникает вопрос — какими параметрами должно обладать устройство? Если с номинальным током всё просто, он должен быть равен или больше соответствующего автоматического выключателя, то ток уставки зависит от места установки прибора.

В квартирном щитке достаточно 100мА, а на этаже желательно установить аппарат с уставкой 300мА.

При отсутствии противопожарного УЗО в квартирном щите прибор с уставкой 100мА располагается в этажном или общедомовом щите. Общее правило при выборе тока срабатывания следующее — чем меньше, тем лучше. Мощность утечки даже в устройстве 100мА составляет 22Вт, что соответствует паяльнику средней мощности.

Нормативные документы по использования

Нужно ли противопожарное УЗО и какими параметрами должно обладать это устройство указано в различных нормативных документах.

ГОСТ Р 50571.17-2000 482.2.10. В этом ГОСТе указаны меры безопасности, позволяющие уменьшить или предотвратить последствия воздействия тока утечки на оборудование или кабеля. Для этого необходимо установить УЗО или дифференциальный автомат с током уставки не более 500мА . Вместо установки УДТ допускается постоянное использование устройства, контролирующего сопротивление изоляции и, в случае её нарушения, подающее сигнал и (или) отключающее питание.
СП 256.1325800.2016 10.13. В этих правилах предусмотрены меры защиты от возгорания электропроводки в квартире или частном доме. Для отключения питания в том случае, если ток утечки на землю недостаточен для срабатывания автоматического выключателя, необходима установка во вводном щитке устройства дифференциальной защиты с током уставки не более 300мА .
ГОСТ Р 50572.4.42-2012. Этот документ предусматривает методы защиты электропроводки от пожара . Для этого ток уставки дифавтомата или УЗО в квартире или частном доме не должен превышать 300мА .

Необходимые параметры защитных устройств основаны на исследованиях ВНИИ противопожарной обороны (ВНИИПО МЧС РФ). Согласно данным, предоставленным этим учреждением, мощности, выделяемой в месте утечки при токе 150мА (33Вт) , достаточно для нагрева повреждённой изоляции .

Вывод

Подведя итог вышесказанному можно определить несколько правил выбора и установки устройств дифференциальной защиты:

номинальный ток УДТ определяется вводным автоматическим выключателем и должен быть равен или больше автомата;
группы электроприборов и отдельные линии подключаются к УЗО с уставкой до 30мА;
в вводном щитке квартир и небольших домов после электросчётчика устанавливаются приборы с уставкой 100мА, в коттеджах, магазинах и других зданий и помещений большой площади применяются приборы с уставкой 300мА;
на вводе коммерческих объектов используются селективные УЗО или дифавтоматы (имеющие на передней панели маркировку «S»).

Основное предназначение таких устройств — защита электропроводки от пожара. Поэтому в квартирах и частных домах необходимо использовать оба вида устройств — обычные и противопожарные УЗО.

Противопожарное УЗО

В процессе эксплуатации электрических сетей иногда возникает токовая утечка с высоким значением, способная вызвать возгорание и привести к пожару. Среди защитных мероприятий, на первом месте стоит противопожарное УЗО, которое относится к наиболее эффективным устройствам. Эти устройства имеют большое номинальное значение, они не могут защитить человека от поражения электрическим током. В связи с этим приходится создавать двухуровневую систему дифференциальной защиты, где кроме противопожарного, используется и обычное УЗО, выполняющее свои прямые функции.

Номиналы противопожарного УЗО
Подключение противопожарного УЗО
Противопожарная функция УЗО

Номиналы противопожарного УЗО

Применение противопожарных УЗО вызвано в первую очередь необходимостью защиты самого объекта от токов утечки, возникающих практически во всех системах электроснабжения. В таких случаях сумма токов существенно превышает значение, безопасное для людей. Если вместо противопожарного УЗО использовать приборы с более низкими номиналами токов утечки, электропитание будет постоянно отключаться из-за срабатываний.

Избежать подобной ситуации помогает использование специального противопожарного устройство защитного отключения с большим номиналом, за которым на каждую линию устанавливаются защитные устройства с меньшими номиналами. Получается двухступенчатая система, обеспечивающая полную электробезопасность.

К противопожарным относятся УЗО с номинальными токами 100 и 300 мА. Данные значения никак не связаны с рабочим током и количеством полюсов в том или ином устройстве. Теоретически, рабочий ток таких УЗО начинается с 16А, однако на практике данный параметр начинается от 40А. Таким образом, наиболее широкое распространение получили приборы с рабочими токами 40-100мА, 63-100мА, 63-300мА, 100-300мА. Выбор УЗО не ограничивается этими рамками и при необходимости может использоваться наиболее подходящий номинал, с любым количеством полюсов.

Подключение противопожарного УЗО

Для подключения противопожарных защитных устройств чаще всего используется двухуровневая система дифференциальной защиты. С целью повышения безопасности иногда применяется трехуровневое подключение.

В двухуровневой системе УЗО подключаются последовательно, в том числе противопожарное устройство располагается в сторону источника питания, а универсальные УЗО на 10 мА устанавливаются ближе к защищаемой линии, то есть, к потребителю.

В трехуровневой схеме дифференциальной защиты три УЗО подключаются последовательно. Каждый последующий прибор имеет меньший ток утечки, при котором наступает срабатывание. Получается так называемая каскадная защита, обеспечивающая максимальную электробезопасность объекта и практически исключающая ложные отключения. Даже если происходит рабочее срабатывание УЗО, наступает отключение не всей системы электропитания, а лишь той проводки, где наблюдалась утечка тока. Другие линии продолжают функционировать в штатном режиме, обеспечивая поступление электричества к неаварийным участкам и ветвям электроснабжения.

Противопожарная функция УЗО

Данные устройства получили свое название, исходя из функций защиты объектов от возгорания, а не людей от поражения электротоком. Особенно актуально противопожарное УЗО для деревянного дома, обладающего высокой степенью пожарной опасности. Для выполнения своего целевого назначения, у этих приборов установлен высокий порог срабатывания, составляющий 100, 300 и даже 500 мА.

Такие токи утечки, вызывающие срабатывание противопожарного УЗО, представляют смертельную опасность для человека. Поэтому они и не используются для защиты людей, а предназначены для предупреждения пожаров, которые могут возникнуть под действием значительных токов утечки.

Так, например, напряжение 220В и ток утечки 500мА создают условия для выделения тепла, равного тепловыделению обычной газовой зажигалки. Этого вполне достаточно, чтобы воспламенить материалы в районе точки утечки. Защита обеспечивается противопожарным устройством защитного отключения, отличающимся от обычных УЗО лишь высоким номиналом и ничем более.

Источник: gk-rosenergo.ru