Расчет узо и автоматов — Всё о электрике

Как рассчитать УЗО для дома и квартиры

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:

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:

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:

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.

Ставим УЗО в квартире: как подобрать прибор по мощности?

Из этой статьи вы узнаете, как рассчитать мощность УЗО и установить его дома или в офисе.

Тонкости выбора УЗО

Ежегодно количество бытовой техники и электроники в каждой квартире растет, что повышает риск утечки токов, и как следствие может привести к пожару в помещении или поражению током человека. Чтобы этого избежать, в квартирах и офисных помещениях устанавливаются УЗО. Как рассчитать мощность прибора и выбрать УЗО для квартиры? На какой схеме подключения остановиться? Мы объясним, как это сделать, даже если вы никогда не были связаны с электрикой.

Принцип работы УЗО

УЗО или устройство защитного отключения — это прибор, необходимый для размыкания электрической цепи в случае утечки дифференциального тока. При нормальной работе электросети и электрооборудования разница потенциалов в кабелях нулевая. Однако при пробое в изоляции или другом нарушении в работе электрической цепи происходит утечка дифференциального тока, который подается на корпус устройства. А прикасаясь к корпусу, человек сам становится проводником (через его тело проходит дифференциальный ток), рискуя получить электротравму.

УЗО контролирует разницу в потенциалах и при ее образовании мгновенно разрывает цепь, отключая электричество во всей квартире или только на определенном участке. Стоит отметить, что устройство защитного отключения не защищает проводку и бытовую технику от перепадов напряжения и короткого замыкания в сети — этим занимаются автоматические выключатели. Поэтому УЗО стоит монтировать в совокупности с автоматическими выключателями, соединяя их последовательно.

Расчет мощности для УЗО

Каждый отдельный прибор имеет свою пороговую токовую нагрузку, при котором он будет нормально работать и не перегорит. Естественно она должна быть выше, чем совокупная токовая нагрузка всех приборов, подключенных к УЗО. Существует три типа схем подключения УЗО, для каждой из которых расчет мощности прибора свой:

• Простая одноуровневая схема с одним прибором защиты.
• Одноуровневая схема с несколькими приборами защиты.
• Двухуровневая схема защиты отключения.

Рассчитываем мощность для простой одноуровневой схемы

Простая одноуровневая схема характеризуется наличием одного УЗО, который устанавливается после счетчика. Его номинальная токовая нагрузка должна быть выше, чем суммарная токовая нагрузка всех потребителей, подключенных к нему. Предположим в квартире установлен бойлер мощностью 1.6 кВт, стиральная машина на 2.3 кВт, несколько лампочек суммарно 0.5 кВт и другие электроприборы на 2.5 кВт. Тогда расчет токовой нагрузки будет следующим:

(1600+2300+500+2500)/220 = 31.3 А

Значит для данной квартиры необходимо будет устройство с токовой нагрузкой не ниже 31.3 А. Ближайшее УЗО по мощности на 32 А. Его хватит даже если все бытовые приборы будут включены одновременно.

Одним из таких подходящих приборов является УЗО ЭРА NO-902-126 ВД63, рассчитанный на номинальный ток в 32 А и ток утечки в 30 мА.

Рассчитываем мощность для одноуровневой схемы с несколькими приборами защиты

Такая разветвленная одноуровневая схема предполагает наличие дополнительной шины в устройстве счетчика, от которой отходят провода, формирующиеся в отдельные группы для отдельных УЗО. Благодаря этому можно установить несколько приборов на разные группы потребителей или на разные фазы (при трехфазном подключении сети). Обычно отдельное УЗО устанавливается на стиральную машину, а остальные приборы монтируются для потребителей, которые формируются в группы. Предположим вы решили установить УЗО для стиральной машины мощностью 2.3 кВт, отдельный прибор для бойлера мощностью 1.6 кВт и дополнительное УЗО для остального оборудования суммарной мощностью 3 кВт. Тогда расчеты будут следующими:

• Для стиральной машины — 2300/220 = 10.5 А
• Для бойлера — 1600/220 = 7.3 А
• Для остального оборудования — 3000/220 = 13.6 А

Учитывая расчеты для данной разветвленной одноуровневой схемы потребуется три прибора мощностью 8, 13 и 16 А. В большинстве своем такие схемы подключения применимы для квартир, гаражей, временных построек и т.д.

Кстати, если не хотите особо заморачиваться с монтажом подобной схемы, то обратите внимание на переносные УЗО-адаптеры, которые можно быстро переключать между розетками. Они рассчитаны на один электроприбор.

Рассчитываем мощность для двухуровневой схемы

Принцип расчета мощности устройства защитного отключения в двухуровневой схеме такой же, как и в одноуровневой, с единственной разницей в наличии дополнительного УЗО, расположенного на вводе в квартиру, до счетчика. Его номинальная токовая нагрузка должна соответствовать суммарной токовой нагрузке всех приборов в квартире включая счетчик. Отметим наиболее распространенные показатели УЗО по токовой нагрузке: 4 А, 5 А, 6 А, 8 А, 10 А, 13 А, 16 А, 20 А, 25 А, 32 А, 40 А, 50 А и т.д.

УЗО на вводе защитит квартиру от возникновения пожара, а приборы, установленные на отдельные группы потребителей, защитят человека от поражения электрическим током. Данная схема наиболее удобная в плане ремонта электропроводки, так как позволяет отключать отдельный участок без отключения всего дома. Также, если нужен будет ремонт кабельных систем на предприятии, не придется отключать все офисные помещения, а значит не будет массовых простоев в работе. Единственным минусом являются немалые затраты на установку УЗО (зависит от количества приборов).

Если вам необходимо выбрать УЗО на группу автоматов для однофазной сети, то можем посоветовать модель ЭРА NO-902-129 ВД63 с номинальной токовой нагрузкой в 63 А — этого с головой хватит на все электроприборы в доме.

Как выбрать УЗО. Пример расчета

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

В предыдущих двух статьях мы подробно рассмотрели, как выбрать УЗО:

Теперь пришло время закрепить полученную информацию на конкретном примере.

В жилых квартирах и домах желательно использовать устройства защитного отключения, установленные в два уровня:

1 уровень. На вводе в квартиру сразу после вводного автоматического выключателя желательно установить противопожарное УЗО на 100 или 300 мА (для защиты от возможного возгорания при повреждении и естественном старении изоляции).

2 уровень. Для того, чтобы обеспечить лучшую электробезопасность и одновременно с этим максимальную бесперебойность электроснабжения желательно устанавливать отдельное УЗО на каждую группу потребителей. Для этих целей применяются УЗО с уставкой по току утечки 10 и 30мА.

Итак, давайте рассмотрим вопрос выбора и расчета УЗО на конкретном примере.

Предположим, что у нас имеется жилой дом, в котором электропроводка проводка разделена на следующие группы потребителей:

— на вводе установлен двухполюсный автомат С32. Дом новый, ввод выполнен кабелем 3х6 мм2, трансформаторная подстанция находится в нескольких кварталах.

— стиральная машина: автомат С16, кабель 3х2,5 мм2 длиной 8м, мощность 1850 Вт;

— кондиционер: автомат С16, кабель 3х2,5 мм2 длиной 12м, мощность 1800 Вт;

— розетки кухни: автомат С16, кабель 3х2,5 мм2 длиной 8м, мощность 3000 Вт;

— розетки комнаты 1: автомат С16, кабель 3х2,5 мм2 длиной 9м, мощность 2000 Вт;

— розетки комнаты 2: автомат С16, кабель 3х2,5 мм2 длиной 12м, мощность 2000 Вт;

— освещение: автомат В10, кабель 3х1,5 мм2 длиной 19м, мощность 900 Вт;

Давайте дополним имеющуюся схему электропроводки жилого дома устройствами защитного отключения.

Начнем расчет со стиральной машины, она выполнена отдельной группой и работает во влажной среде.

Как мы помним, приблизительное значение тока утечки в электроустановке, который складывается из тока утечки в электроприемнике и тока утечки в сети, можно рассчитать по формуле:

IΔ= IΔэп + IΔсети =0,4 Iрасч+0,01Lпровода, где

IΔэп — ток утечки электроприемника, мА;

IΔсети — ток утечки сети, мА;

Iрасч — расчетный ток нагрузки в цепи (расчет в разделе по АВ), А;

Lпровода — длина фазного проводника, м.

Номинальный дифференциальный отключающий ток должен быть как минимум в три раза больше суммарного тока утечки защищаемой цепи электроустановки IΔ:

IΔn > = 3 IΔ.

3 IΔ=3х3,45=10,35 мА.

Для влажных групп, выполненных отдельной линией, устанавливается УЗО с уставкой 10 мА. В нашем случае расчетное значение уставки УЗО получилось практически равным 10 мА, поэтому для стиральной машины выбираем УЗО с номинальным дифференциальным отключающим током 10 мА.

УЗО с уставкой по дифференциальному току 10 мА обычно выпускаются на номинальный ток не более 16 А, поэтому выбираем номинальный ток УЗО равным номиналу автомата, т.е. 16А.

Поскольку электропроводка однофазная, УЗО выбираем двухполюсное; тип А, электромеханическое, с номинальным условным током короткого замыкания Inc=6000 А.

Если позволяют средства и есть возможность установки электрощита на большое количество модулей, тогда желательно устанавливать отдельное УЗО на каждую группу потребителей. Для них использовать УЗО с уставкой по дифференциальному току 30 мА.

По той же формуле, что мы рассчитывали для стиральной машины, можно провести расчет суммарного тока утечки для каждой группы, чтобы проверить, не будет ли он превышать одной трети от уставки УЗО. Т.е. трети от 30 мА – это 10мА. Если по расчету превышает, тогда, возможно, придется разделить группу на две.

На практике часто поступают иначе. Все приборы в электросети квартиры одновременно не подключаются, поскольку общая мощность ограничена вводным автоматом. В нашем примере 32А для провода сечением 6 мм2 — это 7 кВт. Квартира небольшая – 2 комнаты. Поэтому для оставшихся групп, кроме стиральной машины, можно попробовать установить одно общее УЗО с уставкой по дифференциальному току 30 мА.

Номинальный ток УЗО выбрать на ступень больше номинала вводного автомата, т.е. 40 А. Поскольку сумма номиналов автоматов по группам превышает номинал вводного автомата.

Если УЗО будет срабатывать, тогда для оставшихся групп потребителей вместо одного УЗО на 30 мА, установить два на 30 мА. Например, объединить розетки кухни и освещение под одним УЗО, а розетки двух комнат и кондиционер – под другим. Возможно, группу освещения вывести из-под защиты УЗО.

Этого обычно бывает достаточно для нормального функционирования УЗО. Недостаток такой схемы, что в случае срабатывания УЗО, обесточиваются все группы, которые оно защищает, и усложняется поиск неисправности, приведшей к отключению УЗО.

После вводного автомата можно установить противопожарное УЗО с уставкой по дифференциальному току 100 мА и номинальным током 40 А.

Селективность по номинальному отключающему дифференциальному току будет соблюдена, поскольку 100 мА более чем в три раза больше, чем 30 мА (УЗО 2-го уровня, установленных в группах). Для обеспечения селективности по времени, необходимо использовать вводное УЗО типа S.

Поскольку электропроводка однофазная, все УЗО выбираем двухполюсные. Групповые УЗО 2-го уровня выбираем с номинальным условным током короткого замыкания Inc=6000 А, электромеханические, типа А.

Для вводного УЗО номинальный условный ток короткого замыкания Inc выбираем 10000 А, поскольку дом новый, рядом ТП, при аварии возможны большие значения токов короткого замыкания.

Выбираем все УЗО одой марки, для примера АВВ.

В результате расчетов у нас получилась следующая схема:

— первый вариант, если используются два групповых УЗО;

— второй вариант, если используются три групповых УЗО.

Смотрите подробное пошаговое видео Как выбрать УЗО. Пример расчета:

Интересные материалы по теме:

{SOURCE}

Расчет узо по мощности — Всё о электрике

Ставим УЗО в квартире: как подобрать прибор по мощности?

Из этой статьи вы узнаете, как рассчитать мощность УЗО и установить его дома или в офисе.

Тонкости выбора УЗО

Ежегодно количество бытовой техники и электроники в каждой квартире растет, что повышает риск утечки токов, и как следствие может привести к пожару в помещении или поражению током человека. Чтобы этого избежать, в квартирах и офисных помещениях устанавливаются УЗО. Как рассчитать мощность прибора и выбрать УЗО для квартиры? На какой схеме подключения остановиться? Мы объясним, как это сделать, даже если вы никогда не были связаны с электрикой.

Принцип работы УЗО

УЗО или устройство защитного отключения — это прибор, необходимый для размыкания электрической цепи в случае утечки дифференциального тока. При нормальной работе электросети и электрооборудования разница потенциалов в кабелях нулевая. Однако при пробое в изоляции или другом нарушении в работе электрической цепи происходит утечка дифференциального тока, который подается на корпус устройства. А прикасаясь к корпусу, человек сам становится проводником (через его тело проходит дифференциальный ток), рискуя получить электротравму.

УЗО контролирует разницу в потенциалах и при ее образовании мгновенно разрывает цепь, отключая электричество во всей квартире или только на определенном участке. Стоит отметить, что устройство защитного отключения не защищает проводку и бытовую технику от перепадов напряжения и короткого замыкания в сети — этим занимаются автоматические выключатели. Поэтому УЗО стоит монтировать в совокупности с автоматическими выключателями, соединяя их последовательно.

Расчет мощности для УЗО

Каждый отдельный прибор имеет свою пороговую токовую нагрузку, при котором он будет нормально работать и не перегорит. Естественно она должна быть выше, чем совокупная токовая нагрузка всех приборов, подключенных к УЗО. Существует три типа схем подключения УЗО, для каждой из которых расчет мощности прибора свой:

• Простая одноуровневая схема с одним прибором защиты.
• Одноуровневая схема с несколькими приборами защиты.
• Двухуровневая схема защиты отключения.

Рассчитываем мощность для простой одноуровневой схемы

Простая одноуровневая схема характеризуется наличием одного УЗО, который устанавливается после счетчика. Его номинальная токовая нагрузка должна быть выше, чем суммарная токовая нагрузка всех потребителей, подключенных к нему. Предположим в квартире установлен бойлер мощностью 1.6 кВт, стиральная машина на 2.3 кВт, несколько лампочек суммарно 0.5 кВт и другие электроприборы на 2.5 кВт. Тогда расчет токовой нагрузки будет следующим:

(1600+2300+500+2500)/220 = 31.3 А

Значит для данной квартиры необходимо будет устройство с токовой нагрузкой не ниже 31.3 А. Ближайшее УЗО по мощности на 32 А. Его хватит даже если все бытовые приборы будут включены одновременно.

Одним из таких подходящих приборов является УЗО ЭРА NO-902-126 ВД63, рассчитанный на номинальный ток в 32 А и ток утечки в 30 мА.

Рассчитываем мощность для одноуровневой схемы с несколькими приборами защиты

Такая разветвленная одноуровневая схема предполагает наличие дополнительной шины в устройстве счетчика, от которой отходят провода, формирующиеся в отдельные группы для отдельных УЗО. Благодаря этому можно установить несколько приборов на разные группы потребителей или на разные фазы (при трехфазном подключении сети). Обычно отдельное УЗО устанавливается на стиральную машину, а остальные приборы монтируются для потребителей, которые формируются в группы. Предположим вы решили установить УЗО для стиральной машины мощностью 2.3 кВт, отдельный прибор для бойлера мощностью 1.6 кВт и дополнительное УЗО для остального оборудования суммарной мощностью 3 кВт. Тогда расчеты будут следующими:

• Для стиральной машины — 2300/220 = 10.5 А
• Для бойлера — 1600/220 = 7.3 А
• Для остального оборудования — 3000/220 = 13.6 А

Учитывая расчеты для данной разветвленной одноуровневой схемы потребуется три прибора мощностью 8, 13 и 16 А. В большинстве своем такие схемы подключения применимы для квартир, гаражей, временных построек и т.д.

Кстати, если не хотите особо заморачиваться с монтажом подобной схемы, то обратите внимание на переносные УЗО-адаптеры, которые можно быстро переключать между розетками. Они рассчитаны на один электроприбор.

Рассчитываем мощность для двухуровневой схемы

Принцип расчета мощности устройства защитного отключения в двухуровневой схеме такой же, как и в одноуровневой, с единственной разницей в наличии дополнительного УЗО, расположенного на вводе в квартиру, до счетчика. Его номинальная токовая нагрузка должна соответствовать суммарной токовой нагрузке всех приборов в квартире включая счетчик. Отметим наиболее распространенные показатели УЗО по токовой нагрузке: 4 А, 5 А, 6 А, 8 А, 10 А, 13 А, 16 А, 20 А, 25 А, 32 А, 40 А, 50 А и т.д.

УЗО на вводе защитит квартиру от возникновения пожара, а приборы, установленные на отдельные группы потребителей, защитят человека от поражения электрическим током. Данная схема наиболее удобная в плане ремонта электропроводки, так как позволяет отключать отдельный участок без отключения всего дома. Также, если нужен будет ремонт кабельных систем на предприятии, не придется отключать все офисные помещения, а значит не будет массовых простоев в работе. Единственным минусом являются немалые затраты на установку УЗО (зависит от количества приборов).

Если вам необходимо выбрать УЗО на группу автоматов для однофазной сети, то можем посоветовать модель ЭРА NO-902-129 ВД63 с номинальной токовой нагрузкой в 63 А — этого с головой хватит на все электроприборы в доме.

Как рассчитать УЗО для дома и квартиры

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:

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:

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:

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.

Как выбрать УЗО. Пример расчета

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

В предыдущих двух статьях мы подробно рассмотрели, как выбрать УЗО:

Теперь пришло время закрепить полученную информацию на конкретном примере.

В жилых квартирах и домах желательно использовать устройства защитного отключения, установленные в два уровня:

1 уровень. На вводе в квартиру сразу после вводного автоматического выключателя желательно установить противопожарное УЗО на 100 или 300 мА (для защиты от возможного возгорания при повреждении и естественном старении изоляции).

2 уровень. Для того, чтобы обеспечить лучшую электробезопасность и одновременно с этим максимальную бесперебойность электроснабжения желательно устанавливать отдельное УЗО на каждую группу потребителей. Для этих целей применяются УЗО с уставкой по току утечки 10 и 30мА.

Итак, давайте рассмотрим вопрос выбора и расчета УЗО на конкретном примере.

Предположим, что у нас имеется жилой дом, в котором электропроводка проводка разделена на следующие группы потребителей:

— на вводе установлен двухполюсный автомат С32. Дом новый, ввод выполнен кабелем 3х6 мм2, трансформаторная подстанция находится в нескольких кварталах.

— стиральная машина: автомат С16, кабель 3х2,5 мм2 длиной 8м, мощность 1850 Вт;

— кондиционер: автомат С16, кабель 3х2,5 мм2 длиной 12м, мощность 1800 Вт;

— розетки кухни: автомат С16, кабель 3х2,5 мм2 длиной 8м, мощность 3000 Вт;

— розетки комнаты 1: автомат С16, кабель 3х2,5 мм2 длиной 9м, мощность 2000 Вт;

— розетки комнаты 2: автомат С16, кабель 3х2,5 мм2 длиной 12м, мощность 2000 Вт;

— освещение: автомат В10, кабель 3х1,5 мм2 длиной 19м, мощность 900 Вт;

Давайте дополним имеющуюся схему электропроводки жилого дома устройствами защитного отключения.

Начнем расчет со стиральной машины, она выполнена отдельной группой и работает во влажной среде.

Как мы помним, приблизительное значение тока утечки в электроустановке, который складывается из тока утечки в электроприемнике и тока утечки в сети, можно рассчитать по формуле:

IΔ= IΔэп + IΔсети =0,4 Iрасч+0,01Lпровода, где

IΔэп — ток утечки электроприемника, мА;

IΔсети — ток утечки сети, мА;

Iрасч — расчетный ток нагрузки в цепи (расчет в разделе по АВ), А;

Lпровода — длина фазного проводника, м.

Номинальный дифференциальный отключающий ток должен быть как минимум в три раза больше суммарного тока утечки защищаемой цепи электроустановки IΔ:

IΔn > = 3 IΔ.

3 IΔ=3х3,45=10,35 мА.

Для влажных групп, выполненных отдельной линией, устанавливается УЗО с уставкой 10 мА. В нашем случае расчетное значение уставки УЗО получилось практически равным 10 мА, поэтому для стиральной машины выбираем УЗО с номинальным дифференциальным отключающим током 10 мА.

УЗО с уставкой по дифференциальному току 10 мА обычно выпускаются на номинальный ток не более 16 А, поэтому выбираем номинальный ток УЗО равным номиналу автомата, т.е. 16А.

Поскольку электропроводка однофазная, УЗО выбираем двухполюсное; тип А, электромеханическое, с номинальным условным током короткого замыкания Inc=6000 А.

Если позволяют средства и есть возможность установки электрощита на большое количество модулей, тогда желательно устанавливать отдельное УЗО на каждую группу потребителей. Для них использовать УЗО с уставкой по дифференциальному току 30 мА.

По той же формуле, что мы рассчитывали для стиральной машины, можно провести расчет суммарного тока утечки для каждой группы, чтобы проверить, не будет ли он превышать одной трети от уставки УЗО. Т.е. трети от 30 мА – это 10мА. Если по расчету превышает, тогда, возможно, придется разделить группу на две.

На практике часто поступают иначе. Все приборы в электросети квартиры одновременно не подключаются, поскольку общая мощность ограничена вводным автоматом. В нашем примере 32А для провода сечением 6 мм2 — это 7 кВт. Квартира небольшая – 2 комнаты. Поэтому для оставшихся групп, кроме стиральной машины, можно попробовать установить одно общее УЗО с уставкой по дифференциальному току 30 мА.

Номинальный ток УЗО выбрать на ступень больше номинала вводного автомата, т.е. 40 А. Поскольку сумма номиналов автоматов по группам превышает номинал вводного автомата.

Если УЗО будет срабатывать, тогда для оставшихся групп потребителей вместо одного УЗО на 30 мА, установить два на 30 мА. Например, объединить розетки кухни и освещение под одним УЗО, а розетки двух комнат и кондиционер – под другим. Возможно, группу освещения вывести из-под защиты УЗО.

Этого обычно бывает достаточно для нормального функционирования УЗО. Недостаток такой схемы, что в случае срабатывания УЗО, обесточиваются все группы, которые оно защищает, и усложняется поиск неисправности, приведшей к отключению УЗО.

После вводного автомата можно установить противопожарное УЗО с уставкой по дифференциальному току 100 мА и номинальным током 40 А.

Селективность по номинальному отключающему дифференциальному току будет соблюдена, поскольку 100 мА более чем в три раза больше, чем 30 мА (УЗО 2-го уровня, установленных в группах). Для обеспечения селективности по времени, необходимо использовать вводное УЗО типа S.

Поскольку электропроводка однофазная, все УЗО выбираем двухполюсные. Групповые УЗО 2-го уровня выбираем с номинальным условным током короткого замыкания Inc=6000 А, электромеханические, типа А.

Для вводного УЗО номинальный условный ток короткого замыкания Inc выбираем 10000 А, поскольку дом новый, рядом ТП, при аварии возможны большие значения токов короткого замыкания.

Выбираем все УЗО одой марки, для примера АВВ.

В результате расчетов у нас получилась следующая схема:

— первый вариант, если используются два групповых УЗО;

— второй вариант, если используются три групповых УЗО.

Смотрите подробное пошаговое видео Как выбрать УЗО. Пример расчета:

Интересные материалы по теме:

{SOURCE}

расчет тока срабатывания и мощность автомата

Несмотря на все плюсы, которыми обладает электрическая энергия, она имеет и минусы. Основной из них – опасность поражения электрическим током. Для защиты людей от действия электричества создано множество приборов, и один из них носит название УЗО – Устройство Защитного отключения. Но для организации эффективной защиты при помощи этих устройств необходимо хорошо представлять, как выбрать УЗО и каким образом его подключить.

Назначение и устройство УЗО

Устройство представляет собой автоматический прибор, отключающий напряжение при возникновении дифференциального тока (дифтока, тока утечки). Именно он, возникающий при той или иной неисправности электрооборудования, в большинстве случаев является следствием несчастных случаев. Хуже всего то, что неисправность, вызывающая утечку, никак себя не проявляет. Стиральная машинка стирает, компьютер обсчитывает задачу, бойлер прилежно греет воду. Но стоит человеку коснуться кожуха такого прибора или встать под душ, как произойдет непоправимое.

В задачу дифвыключателя как раз и входит обнаружение утечки и аварийное отключение неисправного оборудования при его появлении. Как же он это делает?

Принцип работы защиты

Электрооборудование, как известно, получает энергию по проводам. Бытовые приборы при этом используют два проводника – фазу и ноль. Если оборудование промышленное или просто мощное, то оно может использовать три фазы, но суть проблемы это не меняет. Итак, грубо говоря, ток бежит по фазе (фазам), приводит в действие электрооборудование и убегает через ноль*. При этом входящее и выходящее значения токов всегда равны – сколько энергии в прибор вошло по фазному проводу, столько же и вышло через нулевой.

*Поскольку напряжение в сети переменное, направление тока изменяется 100 раз в секунду, но для понимания основного принципа это несущественно.

Предположим, произошла нештатная ситуация – потек сальник в стиральной машине и залило плату управления, внутрь электромясорубки попала вода, перетерлась изоляция провода из-за вибрации, или случился тепловой пробой электромотора. По этой причине на металлических частях агрегата появилось напряжение. Если прибор заземлен, то это напряжение с шасси или кожуха стекает в контур заземления, вызывая дифток. В незаземленном оборудовании утечки не будет, но она появится, если человек, стоящий на токопроводящей поверхности (бетонный пол, металлический или деревянный, но мокрый настил и т.п.), коснется кожуха.

Возникновение дифтока через заземляющий контур или тело человека

В этой ситуации входящий по фазному проводнику ток уже не будет равен выходящему по нулевому. К нему добавится значение утечки, стекающей в землю: Iфазный = Iнулевой + Iутечки.

Задача УЗО как раз и заключается в определении этого расбаланса. В процессе работы устройство постоянно сравнивает значение токов, проходящих по фазе и нулю. Пока они равны, все в порядке. Как только фазный ток превысит нулевой, устройство аварийно отключит напряжение.

Вопреки бытующему мнению появление тока утечки – не такая уж редкость. Практически каждая домохозяйка сталкивалась с ситуацией, когда электроприбор начинал «щипаться».

Характеристики устройства защитного отключения

От того, насколько правильно вы выберете устройство защиты, будет зависеть ваше здоровье, а, возможно, и жизнь. Именно поэтому к данному вопросу нужно подойти со всей ответственностью. Чем же характеризуются УЗО, которые имеют и еще одно название – дифференциальные выключатели (не путать с автоматами)?

• Дифференциальный ток. Основной параметр прибора. По сути, это чувствительность системы защиты. К примеру, дифференциальный выключатель, изображенный ниже, сработает при утечке в 30 мА (позиция 3 на фото).
• Рабочий ток или мощность. Токовая нагрузка в амперах, которую прибор может долговременно выдерживать без повреждения и перегрева (позиция 1).
• Рабочее напряжение. Максимальное напряжение сети, в которую будет встраиваться УЗО (позиция 2).
• Род напряжения. Род напряжения сети, в которую будет встраиваться прибор защиты. Может быть переменным, постоянным или переменным + постоянным (позиция 5).

Как выбрать УЗО

Очевидно, что каждый из вышеприведенных параметров является одинаково важным при выборе УЗО. Прибор с низкими рабочими напряжением и мощностью просто сгорит, а неправильный выбор значения дифтока и рода напряжения делают устройство абсолютно бесполезным – оно либо будет ложно срабатывать, либо не сработает вовсе.

Выбор по дифтоку

Это главный и самый ответственный критерий выбора. Посмотрим, как рассчитать УЗО для конкретного объекта. Согласно ПЭУ допустимое значение утечки в электрических установках берется из расчета 0.4 мА на 1 А тока нагрузки. Дополнительно необходимо знать длину электрической цепи и добавить к полученному результату еще по 0.01 мА на каждый метр питающего провода. Согласитесь, такой расчет УЗО для, скажем, домовой проводки, достаточно сложен и трудоемок. Но можно сделать все гораздо проще, причем уровень защиты при этом не пострадает.

Если прибор планируется устанавливать не в целях пожарной безопасности, а для защиты людей (обычно это и есть основная задача в домовых сетях), то он должен уверенно реагировать на утечку не более 50-80 мА. Именно такое значение считается предельно допустимым для человеческого организма. С другой стороны, если домовая сеть очень протяженная и разветвленная, да еще и с сырыми помещениями (та же ванная комната), то величина естественной утечки, распределенной по всей линии, может оказаться выше тех же 50 мА.

Как тут быть? Ставить более мощный прибор, как рекомендуют некоторые «специалисты»? Ни в коем случае! Ведь если вы, не дай бог, попадете под напряжение, мощная автоматика не сможет вас спасти – она либо сработает уже после прохождения через тело смертельного тока, либо не отключится вовсе. В любом случае самому человеку уже будет все равно.

Выход из ситуации – не выбор более грубого УЗО, а установка нескольких чувствительных приборов, каждый из которых будет следить за отдельным участком цепи. К примеру, одно устройство на ванную и кухню, другое на розетки, третье – на освещение.

Мощность и напряжение

По этим критериям делать выбор УЗО намного проще. Величина напряжения в сетях вам известна: при однофазной линии это 220 В, трехфазной – 380 или 660 В. Род напряжения в обоих случаях переменный. Если ваша сеть однофазная, то и прибор можно выбрать однофазный. Если фаз три, то и дифвыключатель понадобится трехфазный.

Однофазный и трехфазный дифференциальные выключатели

Теперь о том, как подобрать УЗО и автомат по мощности. Почему и автомат? Дело в том, что дифференциальный выключатель не срабатывает от перегрузки или короткого замыкания, а реагирует только на дифференциальный ток. Случись в доме КЗ, дифавтомат благополучно сгорит от перегрузки вместе с проводкой. Поэтому установка УЗО в паре с автоматом обязательна.

Что касается рабочего тока дифференциального выключателя, то он должен быть не меньше того, на который рассчитан вводной автомат. Если автоматический выключатель у вас уже стоит, просто посмотрите, на какой ток он рассчитан. Если не стоит, то его придется поставить. Для обычной квартиры без особо мощных потребителей обычно достаточно автомата мощностью до 32 А, выдерживающего нагрузку в 7 кВт. Здесь следует заметить, что напряжение и номинальный ток, указанные на корпусе выключателя и автомата, могут быть больше, чем необходимо, но никогда не меньше.

Как подключить УЗО

Для того, чтобы дифференциальный выключатель долго и надежно работал, его необходимо правильно установить в домовую схему. Вот несколько обязательных условий, которые необходимо выполнить при установке УЗО:

1. Правильная фазировка. Чтобы дифвыключатель мог контролировать разность фазного и нулевого токов, он должен уметь их различать. Поэтому фазный и нулевой провода нужно подключать к строго определенным клеммам, обозначенным соответствующим образом на корпусе прибора. Если вы спутаете ноль и фазу, то прибор либо будет постоянно срабатывать, либо вообще не включит защиту, что еще хуже. В многофазных устройствах очередность фаз можно не учитывать, но ноль должен быть строго на своем месте.
2. Обязательная защита от КЗ. Как было сказано выше, УЗО не имеет собственной защиты от короткого замыкания, поэтому должен устанавливаться последовательно с автоматом. Где будет стоять автомат – до или после УЗО, – роли не играет. Допускается установка одного автомата на несколько УЗО и наоборот – выход дифференциального выключателя может быть нагружен на несколько автоматов, обслуживающих разные линии.
3. Защита от внешних воздействий. Практически все УЗО не имеют защиты от влаги, поэтому размещать их нужно в сухих помещениях или в специальных закрытых шкафах. В противном случае устройство может отказать в самый неподходящий момент со всеми вытекающими последствиями.

Вариант подключения УЗО в домовую сеть

Проверка правильности подключения

После того, как устройство защиты установлено, необходимо обязательно проверить правильность его работы, чтобы не узнать о проблемах в подключении постфактум – попав под напряжение. Проверка проводится двумя методами – тестовой кнопкой и искусственным созданием тока утечки. Первый исключительно прост – нажмите на кнопку, расположенную на корпусе УЗО и подписанную соответствующим образом. Встроенная в прибор схема создаст имитацию тока утечки, и защита сработает, обесточив линию.

Если вы не доверяете этой кнопке (мало ли что и чего там имитирует), то проверить устройство можно искусственным созданием тока утечки. Подключите между фазным контактом розетки и ее же заземляющей клеммой какой-нибудь электроприбор – настольную лампу, паяльник и т.п.

Схема проверки правильности работы дифференциального выключателя

УЗО сразу же заметит утечку и тут же отключит цепь. Все в порядке. Если ваши розетки не подключены к заземляющему контуру, что очень и очень плохо, то в качестве заземляющего контакта можно использовать полуметровый штырь, воткнутый в землю. Это, конечно, не полноценное заземление, но тока через него более чем достаточно для того, чтобы УЗО зафиксировало утечку.

Дифавтомат как вариант двойной защиты

Существует еще одно устройство, способное срабатывать от тока утечки. Называется оно дифференциальный автомат. Отличие же его от обычного УЗО состоит в том, что прибор дополнительно имеет в своем составе автоматический выключатель, реагирующий на короткое замыкание. Установка дифавтомата имеет смысл в том случае, если вы делаете монтаж с нуля или ваша проводка вообще не имеет автомата. Покупая дифавтомат, вы получаете в одном корпусе сразу два устройства – УЗО и автомат. Это и дешевле, и проще в установке.

Дифавтомат внешне похож на устройство защитного отключения, но имеет встроенный автомат

Выбор дифференциального автомата производится по критериям:

1. Дифференциальный ток.
2. Номинальный ток.
3. Рабочее напряжение.
4. Род тока.
5. Ток отсечки.

Почти весь этот список вам наверняка знаком – по нему вы выбирали УЗО. Подходит он и для выбора дифавтомата. Дополнительным критерием является лишь ток отсечки – ток, при котором срабатывает встроенный в устройство автомат. Обычно он равняется тройному рабочему току, поэтому если вы правильно выбрали рабочий ток, то оптимальным окажется и ток отсечки.

Пример расчета тока утечки в сети при выборе УЗО

В данном примере, я буду рассчитывать ток утечки в сети при выборе УЗО для защиты водонагревателя типа GORENJE GBK 200 RN мощность 2000 кВт, номинальное напряжение сети Uф = 220В, длина от водонагревателя до УЗО (установлен в подъезде в распределительном щитке) составляет L = 15м.

Основные требования по выбору УЗО представлены в статье: «Выбор УЗО».

Решение

1. Определяем расчетный ток по общеизвестной формуле:

Коэффициент мощности cosϕ для водонагревателя принимаем по таблице 1, cosϕ = 1.

Таблица 1 — Коэффициенты мощности для отдельных бытовых электроприемников

2. Для защиты линии выбираем автоматический выключатель (АВ) на номинальный ток – 10 А.

3. Номинальный ток УЗО выбираем на одну ступень больше номинального тока выключателя, данный выбор обусловлен тем, что при перегрузке 45%, автоматический выключатель отключит ток перегрузки за время до 1 часа и в течении этого времени, через УЗО будет протекать ток перегрузки, который может повредить УЗО.

Данное решение еще прописано в зарубежных нормативных документах.

4. Для сети с номинальным напряжением 220 В применяем двухполюсное УЗО, если же у вас номинальное напряжение 380 В нужно применять четырехполюсное УЗО.

5. Определяем суммарный ток утечки, обусловленный утечкой в водонагревателе и питающем кабеле в соответствии с ПУЭ 7-издание пункт 7.1.83:

6. Определяем минимальное значение дифференциального тока УЗО:

7. Выбираем УЗО с номинальным отключающим дифференциальным током 30 мА.

30 мА > 11,37 мА (условие выполняется)

8. Выбираем дифференциальный автомат типа EZ9D34616 Easy9 с техническими характеристиками:

Поделиться в социальных сетях

Как рассчитать ток утечки в групповой линии УЗО (дифавтомата)?

В этой статей хочу затронуть с одной стороны очень простую тему, а с другой стороны – очень противоречивую. Поговорим о действующих ТНПА, работе УЗО, опыте проектирования и согласования проектной документации. Поводом послужил недавний вебинар, посвященный УЗО.

Я стараюсь по возможности посещать все вебинары, на которых можно повысить свои профессиональные навыки. На сегодняшний день лучшие вебинары у ИЕК. Не всегда получается на них присутствовать в силу тех или иных причин. Вебинар про УЗО я посмотрел не полностью, пришлось уехать в МЧС снимать замечания, но это уже другая тема…

Как показал вебинар, далеко не все понимает тонкости и проблемы, которые могут возникнуть при расчете токов утечки.

Данная тема уже не раз поднималась на блоге, форуме, но, тем не менее, хочется собрать все мысли в одной статье.

На вебинаре я задал очень простой вопрос: как рассчитать ток утечки при расчетном токе 25 А и длине кабеля 1 м?

Кстати, я частенько задаю вопросы, на которые у меня имеются не очень однозначные ответы.

Разумеется, меня сразу ткнули носом в ПУЭ 7:

7.1.83. Суммарный ток утечки сети с учетом присоединяемых стационарных и переносных электроприемников в нормальном режиме работы не должен превосходить 1/3 номинального тока УЗО. При отсутствии данных ток утечки электроприемников следует принимать из расчета 0,4 мА на 1 А тока нагрузки, а ток утечки сети — из расчета 10 мкА на 1 м длины фазного проводника.

Пришлось самому все считать, т.к. все решили, что этим они ответили на мой вопрос

Прежде, чем считать, давайте задумаемся над первым предложением п. 7.1.83, а суть его следующая:

Iрасч.утечки < 1/3Iут.

Т.е., если УЗО на 30мА, то расчетный ток утечки не должен превышать 10мА. Наверняка вы думаете, почему 10 мА, если УЗО на 30ма? А все дело в том, что УЗО срабатывает при токе утечки 0,5In.ут. УЗО с током утечки 30 мА сработает при токе утечки 15 мА.

Срабатывание УЗО

А теперь посчитаем ток утечки.

Дело в том, что ПУЭ предлагает формулу расчета, при отсутствии данных. А откуда получить данные на стадии проектирования, мне кто-нибудь ответит? Приходится выполнять расчет согласно предложенной методике.

25*0,4+1*0,01=10,01мА > 10 мА

Из этого следует, что расчет по ПУЭ не даст нам применить УЗО с номинальным током более 25 А и током утечки 30 мА.

Хочу напомнить, что 30 мА – безопасный ток для организма человека. 100 мА – это уже не совсем безопасно.

А если у вас будет ток 30-40 А? В таком случае я не раз ставил УЗО с током утечки 100 мА, т.к. наш энергонадзор требует значение тока утечки для каждого УЗО. А как по-другому посчитать на стадии проектирования?

Получается, нам приходится занижать безопасность. Я очень сильно сомневаюсь, что в цепи будут действительно такие токи утечки, зато не будет ложных срабатываний Был бы прибор измерения токов утечки, можно было бы поэкспериментировать.

Мне вот интересно, задумывались ли разработчики ТКП 339-2011, ТКП 45-4.04-149-2009, когда копировали ПУЭ?

8.7.14  Номинальный отключающий дифференциальный ток УЗО  должен быть не менее чем в три раза больше суммарной величины тока утечки защищаемой сети с учетом подключенных стационарных и переносных электроприемников в нормальном режиме работы. Для электроприемников с номинальным током, превышающим 32 А, при отсутствии данных о токе утечки электроприемников величину его следует принимать из расчета 0,4 мА на 1 А тока нагрузки, а величину тока утечки сети − из расчета 10 мкА на 1 м длины фазного проводника.

А как быть с УЗО с номинальными токами менее 32 А?

Могу лишь высказать свое предположение: ток утечки для УЗО с номинальным током не более 25 А можно не считать. Возможно, это имели ввиду разработчики данных документов.

В нормативных документах в основном фигурирует 30 мА для розеток или просто рекомендуется Получается, если мы подключаем какую-нибудь мощную плиту на кухне, через УЗО 100 мА, то ничего даже не нарушаем.

Ссылки на ТНПА:

ТКП 45-4.04-149-2009:

Установка УЗО на ток срабатывания до 30 мА считается дополнительной мерой защиты от прямого прикосновения в случае недостаточности или отказа основных видов защиты.

Г.17 Для групповых линий электроприемников, указанных в Г.3 и Г.4, номинальный отключающий дифференциальный ток следует принимать до 30 мА.

В групповых линиях, питающих розеточные сети единичных электроприемников с естественными токами утечки 10 мА и более (например, электрические плиты), допускается принимать УЗО с номинальным отключающим дифференциальным током до 100 мА и временем срабатывания не более 100 мс.

ТКП 339-2011:

8.7.4 На групповых линиях, питающих штепсельные розетки для  переносных электрических приборов, рекомендуется предусматривать устройства защитного отключения с номинальным дифференциальным током срабатывания не более 30 мА.

8.7.17 Для жилых зданий при выполнении требований 8.7.17 функции УЗО по 8.7.17 и 8.7.19 могут выполняться одним аппаратом с током срабатывания не более 30 мА.

ПУЭ 7:

7.1.82. Обязательной является установка УЗО с номинальным током срабатывания не более 30 мА для групповых линий, питающих розеточные сети, находящиеся вне помещений и в помещениях особо опасных и с повышенной опасностью, например в зоне 3 ванных и душевых помещений квартир и номеров гостиниц.

У производителей электротехнической продукции имеются в ассортименте УЗО (дифавтоматы) на 63 А с током утечки 30 мА. Как такое УЗО применить? Или кто-то владеет реальными значениями токов утечки?

Советую почитать:

Проверка УЗО и Диф автоматов током утечки

Пришла тут в голову мысли сделать приборчик для проверки УЗО и Диф автоматов на срабатывание по току утечки.

По большому счету «городить» для этой цели прибор смысла не имеет… но хочется сделать все по «феншую» 🙂

Ранее мы рассматривали способы проверки УЗО на работоспособность.

Ниже мы рассмотрим вариант расчета на проверку УЗО / ДИФ автомата по току утечки более точно.
Этот способ позволит нам узнать конкретное значение тока утечки при котором срабатывает конкретный проверяемый модуль УЗО / ДИФ автомат.

Проверка УЗО по току утечки — IΔ

Для этого используется сопротивление — резистор.
Один конец резистора подключается на выход фазного провода УЗО, а второй — ко входу нулевого провода.

Для того, чтобы знать какой номинал сопротивления нужен для проверки того или иного УЗО используем закон Ома:

Сила тока = напряжениt делим на сопротивление:

I — сила тока
U — напряжение
R — сопротивление

Отсюда мы при необходимости можем также узнать напряжение и сопротивление:

Давайте рассчитаем необходимое сопротивление нагрузки для проверки УЗО / ДИФ автоматов на разные токи.
Как правило на дачах используются устройства на токи срабатывания в 10, 30, 100 и 300 mA.
Для этого используем нашу формулу: R (Ом)= U (Вольт) / I (Ампер)
Результат будет в Омах, которые мы переводим в килоомы произведя деление на 1000.

Как вариант можно вместо Ампер использовать текущие значения в миллиампер — mA, тогда полученное значение будет выводиться сразу в килоомах.
Я буду использовать именно этот вариант.

УЗО на 10 mA

R = 220В / 0,01А — результат будет в Ом
R = 22000 = 22кОм (22000 / 1000)

Как вариант вычисления о котором говорилось выше:
R = 220В / 10mA — результат будет в кОм
R = 22кОм
Для того, чтобы УЗО сработало от тока утечки в 10mA необходимо сопротивление нагрузки равное 22кОм.
Для других токов рассчитывает по такой же схеме:

УЗО на 30 mA
R = 220 / 30 = 7,3 кОм
Для того, чтобы УЗО сработало от тока утечки в 30mA необходимо сопротивление нагрузки равное 7,3кОм.

УЗО на 100 mA
R = 220 / 100 = 2,2 кОм
Для того, чтобы УЗО сработало от тока утечки в 100mA необходимо сопротивление нагрузки равное 2,2кОм.

УЗО на 300 mA
R = 220 / 300 = 733 Ом
Для того, чтобы УЗО сработало от тока утечки в 300mA необходимо сопротивление нагрузки равное 733Ом.

Это средние значения сопротивления нагрузки!!!
Не факт что при такой нагрузке УЗО или ДИФ автомат сработают…

Почему?

Потому что согласно ГОСТу УЗО должно срабатывать от 0,5IΔ до 1IΔ, а это значит, что УЗО / ДИФ автомат на ток срабатывания в 30mA может сработать в диапазоне от 0,5 * 30 до 30mA, т.е. от 15 до 30mA.
И это еще не все!
Есть допуск к этим значениям — +20% , -10%, а это значит, что проверяемое УЗО / ДИФ автомат на 30mA может сработать в диапазоне от 13,5mA до 36mA.

К сожалению это значит, что в зависимости от партии, настройки конкретное УЗО на наши 30mA может и не сработать от среднего сопротивления равное 7,3 кОм.

Давайте высчитаем крайние диапазоны по току срабатывания для каждого номинала нашего УЗО / ДИФ автомата:

Ток срабатывания 10mA (5 — 10mA)
Реальный диапазон срабатывания по току утечки от 4,5mA до 12mA

Ток срабатывания 30mA (15 — 30mA)
Реальный диапазон срабатывания по току утечки от 13,5mA до 36mA

Ток срабатывания 100mA (50 — 100mA)
Реальный диапазон срабатывания по току утечки от 45mA до 120mA

Ток срабатывания 300mA (150 — 300mA)
Реальный диапазон срабатывания по току утечки от 135mA до 360mA

А теперь рассчитаем нижнюю и верхнюю границу сопротивления (R) для каждого диапазона токов утечки.
Rmax = U / Imin
Rmin = U / Imax

Ток срабатывания 10mA (4,5mA — 12mA)
Rmax = 220 / 4,5 = 48,88 кОм
Rmin = 220 / 12 = 18,3 кОм — при таком сопротивлении нагрузки УЗО / ДИФ автомат на 10 mA должно гарантированно сработать

Ток срабатывания 30mA (13,5mA — 36mA)
Rmax = 220 / 13,5 = 16,29 кОм
Rmin = 220 / 36 = 6,1 кОм — при таком сопротивлении нагрузки УЗО / ДИФ автомат на 30 mA должно гарантированно сработать

Ток срабатывания 100mA (45mA — 120mA)
Rmax = 220 / 45 = 4,88 кОм
Rmin = 220 / 120 = 1,83 кОм — при таком сопротивлении нагрузки УЗО / ДИФ автомат на 100 mA должно гарантированно сработать

Ток срабатывания 300mA (135mA — 360mA)
Rmax = 220 / 135 = 1,62 кОм
Rmin = 220 / 360 = 0,611 кОм — при таком сопротивлении нагрузки УЗО / ДИФ автомат на 300 mA должно гарантированно сработать

Что далее?
А далее мы сделаем возможность плавной регулировки от нижнего, гарантированного срабатывания УЗО / ДИФ автомата до его второй крайней границы.
Как это сделать?

Смотрим на примере получившихся расчетов для УЗО на 10mA

10 mA (ток срабатывания 4,5mA — 12mA)

Верхняя граница сопротивления — Rmax = 48,88 кОм
Нижняя граница сопротивления — Rmin = 18,3 кОм

Таким образом мы можем взять ПОСТОЯННЫЙ резистор с наименьшим сопротивлением равный 18кОм и последовательно ему подключить резистор сопротивлением 48,8 — 18,3 = 30,5кОм
Это позволит нам плавно изменять величину сопротивления в пределах допустимых токов утечки УЗО / ДИФ автомата данного номаинала — 10mA.

Но и это еще не все…
Нам необходимо рассчитать мощность конкретного резистора который мы будем использовать.

Произведем расчеты…

Формула расчета:
1
Мощность выделяемая на каждом из резисторов рассчитывается по формуле: P = I²(A) * R(кОм) * 1000 в случае, если значение тока применяется в Амперах, а сопротивление в кОмах

2
Если вы в формуле применяете сопротивление в Омах, а ток в mA, то надо будет не умножать, а делить на 1000 и формула расчета будет такая:
P резистора = I²(mA) * R(Ом) / 1000

3
В случае же использования значения тока в А, а сопротивления в Омах, формула будет уже без какого либо дополнительного коэффициента: P резистора = I²(A) * R(Ом)

Я буду использовать формулу по первому варианту:
P постоянного резистора = Imax² * Rmin * 1000
P переменного резистора = Imin² * Rmax * 1000

Ранее у нас получилось два значения сопротивления — Rmin=18кОм и Rmax=30,5кОм
P постоянного резистора = (0,012*0,012) * 18 * 1000 = 2,59 Вт
P переменного резистора = (0,0045*0,0045) * 30,5 * 1000 = 0,617 Вт

Получается, что нам необходимо иметь:

— постоянный резистор номиналом 18кОм мощностью 3Вт
— переменный резистор номиналом 30,5кОм мощностью 1Вт

Используем ближайшее значение переменного резистора в большую сторону — 33кОм
Если не удалось найти нужного значения постоянного резистора, то либо составляем его их нескольких последовательно соединенных сопротивлений сумма сопротивлений которых даст нам нужное значение, либо используем один резистор чуть меньшего номинала.
Если разница номиналов отличается достаточно сильно, то необходимо заново рассчитать выделяемую на резисторах мощность.
Лучше всего брать большую мощность для запаса…

По данной методике рассчитываем постоянный и переменный резистор и их мощность для значений 30mA, 100mA и 300mA

30mA (ток срабатывания 13,5mA — 36mA)

Верхняя граница сопротивления — Rmax = 16,29 кОм
Нижняя граница сопротивления — Rmin = 6,1 кОм — значение постоянного сопротивления
Номинал переменного резистора: Rmax — Rmin = 16,29 — 6,1 = 10 кОм

P постоянного резистора = Imax² * Rmin * 1000
P переменного резистора = Imin² * Rmax * 1000

P постоянного резистора = (0,036*0,036) * 6,1 * 1000 = 7,9 Вт
P переменного резистора = (0,0135*0,0135) * 10 * 1000 = 1,8 Вт

Получается, что нам необходимо иметь:
— постоянный резистор номиналом 6,1кОм мощностью 8Вт
— переменный резистор номиналом 10кОм мощностью 2Вт

100mA (ток срабатывания 45mA — 120mA)

Верхняя граница сопротивления — Rmax = 4,88 кОм
Нижняя граница сопротивления — Rmin = 1,83 кОм — значение постоянного сопротивления
Номинал переменного резистора: Rmax — Rmin = 4,88 — 1,83 = 3 кОм

P постоянного резистора = Imax² * Rmin * 1000
P переменного резистора = Imin² * Rmax * 1000

P постоянного резистора = (0,12*0,12) * 1,83 * 1000 = 26 Вт
P переменного резистора = (0,045*0,045) * 3 * 1000 = 6 Вт

Получается, что нам необходимо иметь:
— постоянный резистор номиналом 1,83кОм мощностью 26Вт
— переменный резистор номиналом 3кОм мощностью 6Вт

300mA (ток срабатывания 135mA — 360mA)

Верхняя граница сопротивления — Rmax = 1,62 кОм
Нижняя граница сопротивления — Rmin = 0,611 кОм — значение постоянного сопротивления
Номинал переменного резистора: Rmax — Rmin = 1,62 — 0,611 = 1 кОм

P постоянного резистора = Imax² * Rmin * 1000
P переменного резистора = Imin² * Rmax * 1000

P постоянного резистора = (0,36*0,36) * 0,611 * 1000 = 79 Вт
P переменного резистора = (0,135*0,135) * 1 * 1000 = 18 Вт

Получается, что нам необходимо иметь:
— постоянный резистор номиналом 611Ом мощностью 79Вт
— переменный резистор номиналом 1кОм мощностью 18Вт

Как было сказано выше, номиналы резисторов выбираются как можно точнее к получившимся результатам.
Особенно это касается постоянных резисторов — их можно взять чуть меньшего номинала.
Переменные резисторы можно взять чуть большего номинала.

Сводная таблица данных:

Методика измерения УЗО / ДИФ автомата на срабатывание по току утечки

Получившиеся резисторы одной частью подключаются к фазному выходу УЗО, а вторая часть подключается в нулевому входу УЗО.
Переменный резистор устанавливается в максимальное свое значение.
Подается напряжение питания 220 вольт на вход УЗО и переменным резистором потихоньку уменьшаем значение его сопротивления до момента срабатывания УЗО / ДИФ автомата.

Отключаем УЗО от сети 220 вольт.
Измеряем получившееся общее сопротивление наших резисторов и вычисляем ток утечки при котором сработало наше УЗО:
I = U / R

Например мы проверяли три УЗО на 10mA.
Первое сработало при сопротивлении 38,8кОм — получается ток срабатывания 220 / 38,8 = 5,67mA
Второе сработало при сопротивлении 30кОм — получается ток срабатывания 220 / 30 = 7,3mA
Третье сработало при сопротивлении 35,1кОм — получается ток срабатывания 220 / 35,1 = 6,26mA

Поскольку УЗО на 10mA может срабатывать в пределах от 4,5 до 12mA то можно сказать, что проверенные УЗО срабатывают в данном диапазоне.

Для себя я решил сделать приборчик для проверки УЗО / ДИФ автоматов по току утечки комбинированный в котором будет использоваться два переменных резистора и несколько постоянных для того, чтобы сгруппировать проверяемые диапазоны токов утечки на:

10mA — 30mA
и
100mA — 300mA

Для этого я использовал расчеты приведенные ниже…

Расчет номиналов резисторов и их мощности для диапазона измерений тока утечки от 10 до 30 mA

10mA — 30mA (ток утечки от 4,5 mA до 36 mA)
R max — 4,5 mA — 48,8 кОм
R min — 36 mA — 6,1 кОм — гарантированное срабатывание УЗО для 30mA
R переменного резистора = 48,8 — 6,1 = 42,7 кОм

Р постоянного резистора = Imax²·R = (0,036)²·6,1·1000 = 7,9 Вт
Р регулируемого резистора = Imin²·R = (0,0045)²·42,7·1000 = 0,86 Вт

Итак для того чтобы осуществлять проверку УЗО / ДИФ автоматов номиналом 10 и 30 мА нам необходимо иметь:
— постоянный резистор 6,1 кОм мощностью 8-10 Вт
— переменный резистор 42,7 кОм мощностью 1 Вт

Расчет номиналов резисторов и их мощности для диапазона измерений тока утечки от 100 до 300 mA

100mA — 300mA (ток утечки от 45 mA — 360 mA)
R max — 45 mA — 4,8 кОм
R min — 360 mA — 0,61 кОм — гарантированное срабатывание УЗО для 300mA
R переменного резистора = 4,8 — 0,61 = 4,19 кОм

Р постоянного резистора = Imax²·R = (0,36)²·0,61·1000 = 79 Вт
Р переменного резистора = Imin²·R = (0,045)²·4,19·1000 = 8,48 Вт

Итак для того чтобы осуществлять проверку УЗО / ДИФ автоматов номиналом 100 и 300 мА нам необходимо иметь:
— постоянный резистор 611 Ом мощностью 79 Вт
— переменный резистор 4,19 кОм мощностью 8,48 Вт

О том, как я реализовал данную схему в едином приборчике можно посмотреть здесь.

Как рассчитать мощность УЗО

Для обеспечения электробезопасности очень широко используются различные устройства защитного отключения (УЗО). Они относятся к категории так называемых умных выключателей, обеспечивающих быстрое отключение опасного прибора. Для того, чтобы наиболее эффективно использовать данное средство защиты, прежде всего, необходимо решить вопрос, как рассчитать мощность УЗО.

Расчет УЗО: общие правила

Для того, чтобы точно и правильно рассчитать любое устройство защитного отключения, необходимо знать его цели и область применения.

УЗО применяются в следующих областях:

• Обеспечение защиты от пожара.
• Общая защита при возможных токах утечки, в том числе и от поражения электротоком.
• Защита только от поражения электротоком.

В самом начале расчетов, необходимо определить основные характеристики УЗО, связанные с номинальным отключающим дифференциальным током и номинальным током нагрузки. Значения этих показателей должны быть достаточными для обеспечения защиты людей и проводки.

Номинальный дифференциальный ток отключения УЗО не должен превышать 33-х процентов от общей суммы всех подключаемых потребителей и токов утечки. Такое ограничение связано со свойством УЗО срабатывать в диапазоне 50-100% от номинального тока. В случае превышения утечки порога в 33%, с большой вероятностью может произойти ложное срабатывание устройства защитного отключения. Для составления примерного расчета принимается ток утечки в нагрузке составляющий 0,4 миллиампер и соответствующий 1 амперу мощности, которую потребляет эта нагрузка. Кроме того, можно исходить из тока утечки сети в количестве 10 микроампер на 1 м провода фазы.

Пример расчета УЗО на практике

В качестве примера для расчета УЗО можно взять электрическую плиту, являющуюся непременным и обязательным прибором многих современных кухонь. Ее средняя мощность составляет, примерно, 5 киловатт.

Расстояние кабеля от электрического щитка до места подключения в кухне в среднем равняется 11-ти метрам. В соответствии с этим, расчетный ток утечки электропровода будет равен 0,11 миллиампер. При включении на полную мощность, потребление энергии электроплитой составит, приблизительно, около 22,7-х ампер. Значит, расчетный ток утечки будет иметь значение в 9,1 миллиампер. Следовательно, суммарный ток утечки для данной электрической плиты составит 9,21 миллиампер.

Таким образом, при решении вопроса, как рассчитать мощность УЗО для данного электроприбора, получится значение 27,63 миллиампера. При округлении этого значения до рабочего номинала, получится устройство защитного отключения на 30 миллиампер.

Как правильно подключить УЗО