В следующих статьях мы продолжим рассмотрение алгоритма выбора УЗО. Поэтому, чтобы держать руку на пульсе и не пропустить выход продолжения этой темы, подписывайтесь на новости сайта, форма подписки внизу этой статьи.

Как выбрать УЗО. Часть 2.

Интересные материалы по теме:

Автоматические выключатели УЗО дифавтоматы — руководство.

Как выбирать автоматические выключатели, УЗО, дифавтоматы?

Конструкция (устройство) УЗО.

Устройство УЗО и принцип действия.

Принцип работы трехфазного УЗО.

Работа УЗО при обрыве нуля.

Как проверить тип УЗО?

Почему УЗО выбирают на ступень выше?

УЗО основные характеристики. Часть 1.

УЗО основные характеристики. Часть 2.

Автоматические выключатели — конструкция и принцип работы.

Расчет УЗО по мощности и току для дома, какое время отключения должно быть

Для расчета устройства защитного отключения (УЗО) необходимо учитывать условия его эксплуатации. В однофазной электрической сети применяются двухполюсные устройства, а в трехфазной – четырехполюсные. Так как УЗО реагирует на токи утечки (Iут), то его выбор будет зависеть от длины проводников, качества изоляции, количества подключенных приборов, устройств, их характеристик. Кроме этого, надо помнить, что Iут величиной 30 mA может быть опасным для жизни человека. Поэтому во влажных помещениях надо обязательно ставить УЗО.

Ток утечки

Чтобы обеспечить безопасность от поражения электричеством, часто приходится увеличивать количество устройств защитного отключения, разбивать сеть на несколько групп. В то же время использование очень чувствительных приборов УЗО приводит к ложным срабатываниям. Задача специалиста сделать правильный расчет и выбор с учетом всех факторов.

Согласно правилам устройства электроустановок, при неизвестном Iут, он принимается равным произведению 0,4 mA на число соответствующее расчетному нагрузочному току в амперах. Утечка цепи принимается равной произведению 0,01 mA на длину L фазного проводника в метрах.

Согласно этим же правилам, суммарные потери сети должны быть меньше одной трети номинального отключающего дифференциального тока УЗО. Сюда же входят все утечки включенных постоянно и подключаемых периодически электроприборов. Произведем расчет.

Суммарный Iут= 0,4* IΣ +0,01*L

Отсюда следует, что предельный ток УЗО должен быть больше суммарного Iут сети в 3 раза.

Соответственно, номинальный отключающий ток равен:

IΔn= 3*(0,4* IΣ +0,01*L), где

IΣ – суммарный ток утечки всех электроустановок сети,

L – длина фазного провода в метрах.

Выбор для квартиры

Для примера расчета возьмем квартиру в многоэтажном доме. В этажном щитке на вводе стоит автоматический выключатель. Пусть автомат будет на 40 Ампер. Он защищает от коротких замыканий и перегрузок. Сразу за ним монтируется противопожарное УЗО, расчет его номинала произведем позднее.

Оно нужно для защиты от пожара при нарушении изоляции кабеля или ее пробое. Дальше, для обеспечения большей безопасности и бесперебойности снабжения электричеством, на каждую или несколько групп устанавливаются УЗО с определенным Iут от 10 до 30 mA. Зависит от токов утечки.

Есть даже розетки со своими устройствами УЗО. На каждую группу потребителей устанавливается свой автоматический выключатель перегрузок.

В ванной комнате стоит стиральная машинка мощностью 1,8 кВт. Так как она расположена во влажном помещении, то для безопасности предусмотрим автомат защиты на 16 A и произведем расчет УЗО по мощности.

Рабочий ток для стиральной машинки равен:

Iр=Р/U=1600/220=7,3 А.

Длина фазного провода до нее составляет 20 м.

Отсюда
IΔn= 3*(0,4* IΣ +0,01*L)=3(0,4х7,3+0,01х20)=9,36 mA.

Ближайший в ряду УЗО на 16 A, ток утечки 10 mA.

Несколько групп

Допустим, в квартире предусмотрены еще две группы освещения с автоматами защиты на 16 A, две розеточные с автоматами на 20 A и 25 А. В группах освещения длина проводников по 50 м, а нагрузка составляет 0,3 и 0,6 кВт. В розеточных длина фазных проводов 40 и 60 м соответственно, а общая (переменная и постоянная) нагрузка 17 и 22 A соответственно.

Произведем расчеты по группам.

Расчет для первой осветительной:

Ip=P/U=300/220=1,4 A,

P – мощность осветительных приборов,

U – напряжение сети.

IΔn= 3*(0,4* IΣ +0,01*L)=3(0,4х1,4+0,01х50)=3,18 mA.

Расчет для второй осветительной:

Ip=P/U=600/220=2,8 A,

IΔn= 3*(0,4* IΣ +0,01*L)=3(0,4х2,8+0,01х50)=9,9 mA.

Расчет для первой розеточной:

IΔn= 3*(0,4* IΣ +0,01*L)=3(0,4х17+0,01х40)=21,6 mA.

Расчет для второй розеточной:

IΔn= 3*(0,4* IΣ +0,01*L)=3(0,4х22+0,01х60)=28,2 mA.

Так как УЗО по IΔn имеют номиналы 10, 30, 100, 300, 500 миллиампер, то некоторые группы электроснабжения можно объединить. При этом нужно помнить, что прибор срабатывает при достижении 50-100% IΔn.

По расчетам первая осветительная и розеточная группы в сумме по IΔn составляют 24,78 мА. Их можно подключить к устройству с отключающим током 30 миллиампер. Вторая розеточная подсоединяется к такому же 30 миллиамперному устройству. Вторая осветительная – к УЗО с током отключения 10 мА. Суммарный рассчитанный отключающий ток получился равным:

IΔn Σ=9,36+3,18+9,9+21,6+28,2=72,24 mA.

Приступаем к подбору УЗО. Ближайшее по отключающему току – на 100 мА. Его и нужно установить в качестве противопожарного.

Номинальный ток

УЗО имеет еще один важный параметр – номинальный ток, который необходимо учитывать при расчетах. При работе в пределах номинала, прибор гарантированно будет выполнять свои функции как угодно долго.

Автоматы защиты от перегрузок, которые устанавливаются на каждую группу электроснабжения, имеют номинал: 16, 20, 25, 32 ампера и так далее. Но при достижении этих значений прибор не отключится.

Его характеристики таковы, что он начинает отключаться при значениях превышающих номинал в 1,13-1,45 раза, только благодаря тепловому расцепителю. Происходит выключение через один-два часа. А для быстрого отключения ему нужно превышение номинала от трех до пятнадцати раз. Данную особенность автомата защиты от перегрузок и короткого замыкания нужно учитывать.

Прибор отключения устанавливается с номинальным током всегда на уровень выше. Например, если от перегрузок и короткого замыкания стоит 32 амперный автомат, то устройство защитного отключения должно быть 40 ампер.

Поэтому в квартире, для которой производился расчет, противопожарный прибор УЗО будет иметь ток отключения и номинальный 100 mA и 63 A соответственно. У стиральной машинки будет устройство 10 mA/16 A. Для второй группы освещения – устройство с пределом 10 mA/25 А. Остальные приборы УЗО имеют пределы 30 mA/32 А.

Дополнительные характеристики

Кроме этих основных характеристик, для которых проводятся расчеты, есть еще величины, требующие внимания при выборе. Это предельный ток короткого замыкания, для дома принимают 4500 A, многоквартирного 6000 A, для производств 10000 A. На корпусе изделия он изображается числом обведенным рамкой. Вид отключающего тока утечки обозначается буквами:

• АС означает, что он переменный;
• А – IΔn переменный и пульсирующий постоянный;
• В – IΔn переменный и постоянный;
• S – селективный, отключается с задержкой.

УЗО типа АС используют в квартирах. Потребители обычные – освещение, холодильники, теплые полы. Максимальное время отключения этого типа УЗО – 0,04-0,3 секунды, зависит от величины тока утечки.

Тип A применяется там, где много приборов с выпрямителями и импульсными блоками питания: компьютеры, стиральные машинки, телевизоры, посудомоечные машины, СВЧ-печи. Иногда производители прямо указывают, что должен стоять прибор УЗО А, а далее выполняется расчет по току.

Тип B применяют главным образом в промышленности, проводя перед установкой подробные расчеты.

Тип S (селективный). Время срабатывания у такого УЗО составляет 0,2-0,5 сек, поэтому для человека оно не является защитным. Устройство устанавливается в начале линии после основного автоматического выключателя и является второй ступенью дифференциальной защиты всего объекта от пожара.

Кроме этого, нужно определить, какое устройство защитного отключения выбрать: электромеханическое или электронное. Первое более надежное, но и более дорогое. Второй вид дешевле, чем электромеханическое, но его электронные компоненты чаще перегорают при всевозможных перегрузках.

При организации системы защиты электросети необходимо учитывать, что на один УЗО нельзя подключать больше 5 автоматов. Это может привести к ложным срабатываниям. К тому же, при правильном отключении нельзя понять, где произошла утечка.

Какие 2 параметра определяют выбор. Как выбрать количество УЗО

Современная электросеть включает в себя УЗО. Какое УЗО устанавливаются на вводе в квартиру? Какие 2 параметра определяют выбор? Сколько устройств достаточно?

ТЕСТ:

1. Какой электроприбор защищаем от тока утечки?

А) Кондиционер, мощностью 1950 Вт

Б) Бойлер с мощностью 4200 Вт

2. На какой ток следует выбрать диф реле?

А) 3А

Б) 6А

3. В какую комнату устанавливается потребитель?

А) Спальня

Б) Кухня

4. Значение тока отключения?

А) 6 мА

Б) 10 мА.

Варианты ответов.

1. Для кондиционера выбираем УЗО с током 3 А ( достаточно 2 для автомата выбираем на одну ступень выше) для размещения в Спальне и допустимой утечкой 10 мА.
2. Перед бойлером устанавливаем диф реле на 6 А ( 3 для автомата). Монтаж – в Кухне с дифференциальным током 6 мА.
3. Кондиционер можно защитить диф реле на 6 А (2 А для автомата) при установке в Спальне и значению утечки в 10 мА.

Выбираем УЗО по 2 основным параметрам.

Устройство защитного отключения – прибор, защищающий человека и имущество от двух опасностей – пожара и поражения электрическим током.

Существует два типа устройств защитного отключения – диф автомат или диф реле. Оба этих прибора очень похожи и взаимозаменяемы. В дальнейшем будем рассматривать в качестве защитного прибора именно дифференциальное реле (совместно с автоматом) как наиболее экономичный и гибкий вариант.

По каким параметрам выбрать правильно УЗО? Приборы диф защиты различаются между собой по рабочему току и току утечки (или дифференциальному току).

Для полноценной защиты по утечке обязателен  совместный автоматический выключатель.

Первый параметр диф защиты – рабочий ток.

Номинальный ряд диф реле имеет такой же ряд как у автоматических выключателей (автоматов) – первая колонка в Таблице 1. Ток выбирается по мощности нагрузки и для однофазной сети указан во второй колонке таблицы. Диф реле наиболее дорогие устройства в электросети и поэтому значение для автомата выбирают меньшее.

ТАБЛИЦА 1. Выбор номинала по мощности.

Еще 2 нюанса о выборе рабочего тока автомата и УЗО.

Рис.1. Класс двухполюсного автомата на лицевой стороне (в красном овале).

1. Автоматы имеют дополнительную маркировку класса в виде латинской буквы (Рисунок 1). Она означает, как быстро автомат разомкнет цепь нагрузки при превышении потребления. Через автомат при перегрузке проходит много электричества. Превышение тока приводит к выходу строя дифреле при том, что автомат работает неограниченно долго при небольшой перегрузке.
2. Проводка рассчитывается на потребляемый ток нагрузки (Таблица 2).

Пример 1: Как подобрать УЗО по мощности для водонагревателя (бойлера) мощностью 2 кВт? Сечение жил должно быть 1.5 кв.мм. Автомат выбираем по таблице 1 из стандартного ряда в большую сторону – 2 А. Диф реле должно иметь номинальное значение рабочего тока в 3 А.

Как выбрать на 380 В? Номинал автомата можно упрощенно посчитать как в два раза больший чем мощность нагрузки. Для нашего водонагревателя – 2кВт х 2 = 4 А.

ТАБЛИЦА 2. Максимальный ток и мощность при сечении кабеля.

3. Что делать, если потребление нескольких нагрузок очень большое? Требуется дополнить 3 нагрузки с потреблением 16А каждая дифференциальным реле. Очевидный путь заключается в выборе номинала 50 А (округление в большую сторону от значения 3х16 = 48 А). Такие диф реле встречаются, но чаще китайского производства и с неважным качеством. Для ряда европейских фирм максимальный ряд ограничен в 25-30А. Каждую нагрузку необходимо защитить отдельным защитным устройством.

Второй параметр – ток отключения.

Ток отключения выбирается из ряда в Таблице 3. Электроприемники и проводка из-за несовершенства изоляции или внутреннего устройства содержат собственную, естественную утечку. Перед установкой защитного отключения желательно произвести ее измерение компетентной энергоснабжающей организацией. Ток утечки можно рассчитать исходя из естественной утечки в 0,4 мА на 1 А потребления для нагрузки и в 10 мкА (0,01 мА) на 1 метр проводки. Согласно правилам (ПУЭ) номинальное значение не должно менее чем в три раза превышать естественное значение.

ТАБЛИЦА 3. Номинальный ряд УЗО и рекомендуемый потребитель электроэнергии.

Продолжаем пример 1. Примем ток потребления равный значению автомата (на практике значение указывается в паспорте устройства) – 2А, проводка будет длинной 20 м. Исходя из этих данных:

Iест=2х0,4 + 20*0,01 = 0,8 + 0,2 = 1 мА. Выбираем дифзащиту с минимальным значением в 6 мА.

Разбираем типичные схемы. Пример 1. Какое УЗО ставить в квартиру?

На Рис.2 после счетчика установлена дифзащита в качестве противопожарной защиты. Освещение в каждой комнате выводится на отдельный автомат. Диф реле установлены для наиболее «требовательных» помещений – детской комнаты, жилых помещений и ванной (СНИП 31-110-2003 пункт 14.40). Кухонная электрическая плита отделяется только автоматом. Это выбрано с расчетом на то, что в электроплите нет движущихся деталей и риск повреждения изоляции в ней минимальный. Освещение также не защищено (рекомендации ПУЭ 7.1.79), т.к. утечки тока для ламп несущественны и не представляют опасности, а при необходимости легко локализуются.

Расчет УЗО для квартиры. 1-е диф реле.

Произведем расчет для первого контура, служащего для потребителей, подключенных через розетки. Будем считать что у нас одновременно работают следующие электроприборы:

Холодильник, с мощностью 3500 Вт с длиной проводки 15м

Кондиционер, 3450 Вт, длина 10м

Розетки гостиной 2400 Вт, 20м

Розетки детской 1500 Вт, 15м

Прочие розетки 2500 Вт,  25м.

Выбираем значения автоматов. Из таблицы 1 следует, что для холодильника и кондиционера нужно выбрать автоматы на 6 А, для детской – 2А, для прочих – 3А. Класс автоматов – С, как наиболее употребительный в бытовой электропроводке. Подсчитаем естественную утечку для потребителей – (6+2+3х2) х 0,4 = 14 х 0,4 = 5,6 мА. Рабочий ток выбираем из таблицы 1 по большему, чем суммарная нагрузка значению – 16А.

Суммарная длина всех линий проводки – 15 + 10 + 20 +15 + 25 = 85 метров, что соответствует току в 85 * 0,01 = 0,9 мА (округляем в большую сторону).

Общая утечка получилась 6,4 мА. Выбираем УЗО в три раза большей величины на 30 мА.

2-е дифреле в квартире.

Расчет для второго контура защиты достаточно простой. Будем учитывать что стиральная машина имеет мощность не больше 2 кВт. Ток утечки не будет превышать 1-2 мА (с учетом длины проводки) и помещение имеет влажный климат, проходящие канализационные трубы и т.д. Для такого случая значение отключения  имеет наименьший номинал – 6 мА.

Возможные улучшения для квартирной электросети.

Рассмотренная схема имеет недостатки. На первый контур защитного отключения приходится большое количество нагрузок. Утечка в одном обесточит все устройства. Наиболее мощные потребители (холодильник, кондиционер и прочие) можно подключить через переносные защитные устройства. Такие приборы вставляются в розетку (Рис. 3).

Пример 2. Защитное отключение для гаража.

Для гаража характерно наличие линии освещения и розеток. В розетки подключаются электрические инструменты с потреблением не выше 16А. Диф реле в таком случае имеет номинал в 25А (Рис. 4).

1 дифзащита или больше?

Видео 1.

В видео 1 обсуждается вопросы экономии на защите от тока утечки. Насколько она уместна? 1 одно на вводе в квартиру (частный дом) часто служит причиной ложных (и не только) срабатываний с полным отключением всех приборов и освещения. Вызов и ожидание  в темноте электриков достаточно неприятное занятие.

В видео 1 не обсуждается вопросы установки противопожарной дифзащиты. При включении нескольких диф реле с одинаковой величиной утечки возможно срабатывание прибора и на отдельную нагрузку и на всю группу в целом.

Ответы на 5 часто задаваемых вопроса:

1. Нужна ли установка УЗО в домах, где выполнено защитное заземление?

При замыкании фазового проводника на «землю» электричество будет «стекать» в обход нулевого провода. Металлические корпуса электроприборов при этом могут оказаться под напряжением и не причинят опасности пока сопротивление человека много выше чем «земли». Однако такой прибор будет таить в себе опасность и если существенной перегрузки не будет, то автоматический выключатель не сработает. При неконтролируемой утечки энергии возникает опасность нагрева и пожара. Применение диф реле обезопасит от данных случаев.

2. Можно ли вместо автомата до счетчика и УЗО после него установить один дифавтомат после счетчика?

Да. Также можно поставить автоматический выключатель после счетчика при обязательной установке разъединителя (рубильника и т.п. – требования ПУЭ) до счетчика.

3. Имеется два диф реле последовательно включенные в цепь. При срабатывание защиты ближней к потребителю, отключается вся группа нагрузок. Какое устройство защиты следует убрать из проводки?

Достаточно применить диф реле с селективностью (часто маркируется буквой S) для группы потребителей. Последовательное включение диф реле регламентируется требованиями ПУЭ 7.1.73.

4. Необходимо ли устанавливать УЗО на ввод для деревянного частного дома? Ведь дом достаточно «изолирован»?

Частные дома часто имеют ввод от воздушной линии через протяженный кабель. При небольшом значении потребления не происходит защитного отключения автоматами и не обеспечивается быстрое выключение. Кроме того по Техническому циркуляру №31.2012 установка диф защиты является обязательной противопожарной мерой.

5. Защитит ли диф реле в случае обрыва нулевого провода?

При отсутствии тока утечки срабатывание защиты не произойдет, но при его появлении произойдет отключение. Таким образом даже при отгорании нуля защитит от утечки. От самого факта обрыва нулевого провода диф реле не защищает. Это замечание справедливо для электромеханической защиты, для электронной, требующей для нормальной работы и нуль и фазу, появляется опасное состояние, когда защищаемая нагрузка может привести к электроудару. Поэтому применять электронный тип не рекомендуется.

Как выбрать УЗО. Часть 2

Приветствую вас, уважаемые читатели сайта http://elektrik-sam.info!

Продолжаем рассматривать, как выбрать УЗО. Начало этого материала смотрите в статье Как выбрать УЗО. Часть 1.

Итак, двигаемся дальше.

Шаг 3.
Выбираем номинальный ток УЗО.

Помним, что УЗО защищает цепь только от токов утечки, а от токов короткого замыкания и токов перегрузки – не защищает. Поэтому последовательно с УЗО необходимо устанавливать автоматический выключатель.

Номинальный ток УЗО выбирается равным или на ступень выше номинального тока автоматического выключателя, который защищает данный участок цепи.

При этом номинальный ток вводного УЗО должен быть равен или больше номинала вводного автоматического выключателя. После водного автомата и УЗО электропроводка может быть разделена на любое количество групп, главное при этом, чтобы номиналы групповых автоматических выключателей соответствовали сечению применяемого в этих группах кабеля.

Предположим, что в каждой из групп будет одновременно включено много потребителей, и в сети возникнет перегрузка. В этом случае сработает вводной автомат и отключит внутреннюю сеть от внешней питающей электросети. УЗО в этой ситуации не будет перегружено, т.к. его номинальный ток равен или больше номинала вводного автоматического выключателя.

Вводное УЗО устанавливается после вводного автоматического выключателя.

В группе вначале устанавливается УЗО, а после него автоматический выключатель (в случае, если УЗО устанавливается на одну группу), либо несколько автоматических выключателей (если одно УЗО устанавливается сразу на несколько групп).

Номинальный ток группового УЗО выбирается так, чтобы он был равен или больше суммы номиналов групповых автоматических выключателей. Если сумма номиналов групповых автоматов превышает номинал вводного автоматического выключателя, тогда номинальный ток УЗО выбирается равным номинальному току вводного УЗО,  а если вводное УЗО не установлено, тогда равным или больше номинала вводного автоматического выключателя.

Шаг 4.

Выбираем тип УЗО.

В бытовой электропроводке обычно используются УЗО двух типов: АС и А.

Подробно различные типы УЗО я уже рассматривал в статье УЗО основные характеристики. Напомню вкратце.

Самый распространенный тип АС, защищает от тока утечки синусоидальной переменной формы.

Однако, в современных бытовых приборах — телевизорах, компьютерах, электроинструменте используются выпрямители, импульсные блоки питания, тиристорные регуляторы,  которые  при пробое изоляции могут создавать пульсирующие токи утечки постоянного тока.  На такие утечки УЗО типа АС не реагируют, поэтому в жилых квартирах желательно использовать УЗО типа А.

Шаг 5.

По конструктивному исполнению следует выбирать электромеханические УЗО. Они, в отличие от электронных, не требуют для своей работы никакого питания и для их срабатывания достаточно, чтобы появился дифференциальный ток.

Подробно о том, как отличить эти типы УЗО друг от друга, не подключая их к электрической сети, читайте в статье Как проверить тип УЗО.

Отличие электромеханического УЗО от электронного я рассматривал в одной из предыдущих статей УЗО устройство и принцип работы.

Шаг 6.

Следующий шаг — выбор номинального условного тока короткого замыкания  I_nc. Этот параметр определяет надежность и прочность устройства, качество исполнения его механизма и электрических соединений.

В быту лучше использовать с показателем 6000 А. Кстати, в европейских странах не допускаются к эксплуатации УЗО с этим показателем, меньшим, чем 6000 А. Если дом новый и рядом находится трансформаторная подстанция то этот параметр, также как и отключающую способность у автоматических выключателей, по крайней мере, для вводного УЗО, желательно увеличить до 10кА.

Шаг 7.

Селективность.

Подробно вопрос селективности я уже рассматривал в публикации Селективность работы УЗО.

Поэтому здесь мы на этом вопросе останавливаться не будем и пойдем дальше.

 Шаг 8.

Выбираем температурное исполнение. Стандартно УЗО рассчитаны на  диапазон температуры окружающей среды от -5 до +40°С.

Однако, если по условиям эксплуатации необходимы более «морозоустойчивые» УЗО, необходимо выбрать с символом  на передней панели, они работают в диапазоне температур от -25 до + 40°С.

Шаг 9.

Степень защиты УЗО.

В стандартном исполнении УЗО выпускаются со степенью защиты IР20 и на корпусе она не указывается. В случае, если необходимо другое исполнение, то выбираем его по каталогу для конкретного бренда.

Шаг 10.

Выбираем производителя (бренд).

Основные параметры УЗО мы выбрали, теперь выбираем марку и производителя. Для этого удобно пользоваться каталогами продукции конкретного производителя, которые можно найти и скачать в интернете.

Для соблюдения селективности используйте устройства одного бренда и одной серии. Удобно заказывать сразу всю комплектацию электрощита у официальных представителей выбранного вами бренда.

Смотрите видеоверсию Как выбрать УЗО. Часть 2: