3. УЗО - ефективне протипожежне і електрозахисний засіб

3.3. ТИПИ УЗО

За умовами функціонування УЗО підрозділяються на наступні типи: АС, А, В, S, G.

• УЗО типу АС - пристрій захисного відключення, що реагує на змінний синусоїдальний диференціальний струм, що виникає раптово, або повільно зростаючий.
• УЗО типу А - пристрій захисного відключення, що реагує на змінний синусоїдальний диференціальний струм і пульсуючий постійний диференційний струм, що виникають раптово, або повільно зростаючі.
• УЗО типу В - пристрій захисного відключення, що реагує на змінний, постійний і випрямлений диференціальні струми.
• УЗО типу S - пристрій захисного відключення, селективне (з витримкою часу відключення).
• УЗО типу G - те саме, що і типу S, але з меншою витримкою часу.

Принципове значення при розгляді конструкції УЗО має поділ пристроїв за способом технічної реалізації на наступні два типи:

УЗО, функціонально не залежать від напруги живлення (електромеханічні). Джерелом енергії, необхідної для функціонування - виконання захисних функцій, включаючи операцію відключення, є для пристрою сам сигнал - диференційний струм, на який воно реагує;

УЗО, функціонально залежні від напруги живлення (електронні). Їх механізм для виконання операції відключення потребує енергії, одержуваної або від контрольованої мережі, або від зовнішнього джерела. Застосування пристроїв, функціонально залежних від напруги живлення, більш обмежена в силу їх меншою надійності, схильності впливу зовнішніх факторів і ін. Проте основною причиною меншого поширення таких пристроїв є їх непрацездатність при часто зустрічається і найбільш небезпечною за умовами ймовірності електропоразки несправності електроустановки, а саме - при обриві нульового провідника в ланцюзі до УЗО у напрямку до джерела живлення. В цьому випадку "електронне" УЗО, не маючи харчування, не функціонує, а на електроустановку по фазному провіднику виноситься небезпечний для життя людини потенціал.

Стандарт МЕК 364-5-53 "Електроустановки будівель. Частина 5. Вибір і монтаж електроустаткування. Комутаційна апаратура та апаратура керування" визначає наступні вимоги до УЗО, функціонально залежних від напруги живлення:

• 531.2.2. Вибір пристроїв (УЗО) з урахуванням їх функціональної залежності від напруги живлення.
• 531.2.2.1. Пристрої захисту (УЗО), керовані залишковим струмом, можуть мати або не мати допоміжне джерело живлення, беручи до уваги вимоги пункту 531.2.2.2.
• 531.2.2.2. Застосування пристроїв захисту, керованих залишковим струмом, з допоміжним джерелом живлення, що не відключає автоматично захищається ланцюг у разі відмови допоміжного джерела, дозволяється тільки при виконанні однієї з двох умов:
• захист від непрямого контакту з п. 413.1 забезпечується навіть в разі відмови допоміжного джерела;
• пристрої монтуються в установках, керованих, які долають і перевіряються навченим (ВА4) або висококваліфікованим (ВА5) персоналом.

Рис 3.3. "Електронне" УЗО з функцією відключення мережі:

1 - диференційний трансформатор струму; 2 - електронний підсилювач; 3 - ланцюг тесту; 4 - утримує реле; 5 - блок управління; Н - навантаження; Т - кнопка "Тест"

У конструкції "електронних" УЗО, вироблених в США, Японії, Південної Кореї і в деяких європейських країнах (рис. 3.3), як правило, закладена функція відключення від мережі, що захищається електроустановки при зникненні напруги живлення. Ця функція конструктивно реалізується за допомогою електромагнітного реле, що працює в режимі самоудержіванія. Силові контакти реле знаходяться у включеному положенні тільки при протіканні струму по його обмотці (аналогічно магнітному пускачі).

При зникненні напруги на вступних затискачах пристрою якір реле відпадає, при цьому силові контакти розмикаються, що захищається електроустановка знеструмлюється. Подібна конструкція УЗО забезпечує гарантований захист від ураження людини в електроустановки і в разі обриву нульового провідника.

У США застосовуються в основному УЗО, вбудовані в розеткові блоки. На одному об'єкті, наприклад, невеликій квартирі встановлюється по 10-15 пристроїв. Розетки, не обладнані УЗО, обов'язково живляться шлейфом від розеткових блоків з УЗО.

На жаль, в нашій країні, на відміну від загальноприйнятої в світовій практиці концепції, цілим рядом підприємств виробляються електронні УЗО на базі типового автоматичного вимикача.

Ці пристрої функціонують наступним чином.

При виникненні диференціального струму з модуля захисного відключення, що містить диференційний трансформатор і електронний підсилювач, на скомпонований з модулем автоматичний вимикач подається або електричний сигнал (на модифіковану котушку струмового відсічення), або з якоря проміжного реле через поводок здійснюється механічний вплив на механізм вільного розчеплення вимикача. В результаті автоматичний вимикач спрацьовує і відключає захищається ланцюг від мережі. При відсутності напруги на вхідних затискачах такого пристрою (наприклад, при обриві нульового провідника до УЗО), по-перше, через відсутність харчування не функціонує електронний підсилювач, по-друге, відсутня енергія, необхідна для спрацьовування автоматичного вимикача.

Таким чином, в разі обриву нульового провідника в мережі живлення пристрій непрацездатною і не захищає контрольоване коло. При цьому в даному аварійному режимі (при обриві нульового провідника) небезпека ураження людини електричним струмом посилюється, так як по фазного провідника через неразомкнутие контакти автоматичного вимикача в електроустановку виноситься потенціал. Користувач, вважаючи, що в мережі напруги немає, втрачає звичайну пильність по відношенню до електричної напруги і часто робить спроби усунути несправність і відновити електроживлення - відкриває електричний щит, перевіряє контакти, - піддаючи тим самим своє життя смертельній небезпеці.

В європейських країнах - Німеччині, Австрії, Франції електротехнічні норми допускають застосування УЗО тільки першого типу - не залежать від напруги живлення. УЗО другого типу дозволено застосовувати в ланцюгах, що захищаються електромеханічними УЗО, тільки в якості додаткового захисту для кінцевих споживачів, наприклад, для електроінструменту, нестаціонарних електроприймачів і т.д.

Електромеханічні УЗО виробляють провідні європейські фірми - Siemens, ABB, GE Power, ABL Sursum, Hager, Kopp, AEG, Baco, Legrand, Merlin-Gerin, Circutor і ін.

У Росії великого поширення набули електромеханічні пристрої - Астро * УЗО. Більше 30 модифікацій Астро * УЗО серійно виробляються державним підприємством - ОПЗ МЕІ.

В якості примітки необхідно відзначити, що, на жаль, на вітчизняному ринку з'явилася величезна кількість найрізноманітніших підробок ПЗВ і пристроїв не встановленого походження, що мають часто привабливий зовнішній вигляд, але за технічними параметрами що не витримують навіть приймально випробувань.

Застосування подібних пристроїв, враховуючи особливе призначення УЗО - захист життя і майна людини, є абсолютно неприпустимим. Тому, при придбанні ПЗВ необхідно звернути особливу увагу на наявність супровідної технічної документації, в тому числі обов'язково двох сертифікатів - сертифіката відповідності та сертифіката пожежної безпеки.

Рис 3.4. Пристрій ПЗВ з вбудованим захистом від надструмів:

1 - котушка струмового відсічення; 2 - біметалічна пластина; 3 - диференційний трансформатор струму; 4 - електромагнітний расцепитель, що реагує на диференційний струм; 5 - тестовий резистор; 6 - силові контакти; Н - навантаження; Т - кнопка "Тест"

Існує клас приладів - ПЗВ з вбудованим захистом від надструмів (RCBO), так звані "комбіновані" УЗО (рис. 3.4).

Практично всі фірми-виробники УЗО мають в своїй виробничій програмі ПЗВ з вбудованим захистом від надструмів. Як правило, їх частка в загальному обсязі випущених пристроїв захисного відключення не перевищує одного-двох відсотків. Це пояснюється досить обмеженою областю їх застосування - незначна, незмінна навантаження, автономний електроприймач і т.п.

Показовим прикладом є висвітлення рекламних щитів, встановлених на вуличних павільйонах зупинок громадського транспорту, де харчування двох-трьох люмінесцентних ламп здійснюється через комбіноване ПЗВ з номінальним робочим струмом 6 А і номінальним відключає диференціальним струмом 30 мА.

Конструктивною особливістю ПЗВ з вбудованим захистом від надструмів є те, що механізм розмикання силових контактів запускається при впливі на нього будь-якого з трьох елементів - котушки з сердечником струмового відсічення, що реагує на струм короткого замикання, біметалічної пластини, що реагує на струми перевантаження і магнітоелектричного расцепителя, що реагує на диференційний струм.

Застосування ПЗВ з вбудованим захистом від надструмів, доцільно лише в обгрунтованих випадках, наприклад, для одиночних споживачів електроенергії.