Параметри узо. Характеристики (параметри) та типи ПЗВ. ПЗВ – що це таке і як воно працює

На жаль, наші споживачі не завжди звертають увагу на цей показник. Користуючись цим, недобросовісні комерсанти постачають на російський ринок дешеві, часто морально застарілі моделі пристроїв з низьким Inc - 3000 А і навіть 1500 А. Наслідком застосування таких неякісних приладів є численні загоряння та електрообладнання. Слід зауважити, що в європейських країнах не допускаються до експлуатації ПЗВ з I nc меншим, ніж 6 кА. У якісних ПЗВ цей показник дорівнює 10 кА і навіть 15 кА.

На лицьовій панелі пристроїв цей показник вказується символом: наприклад, I nc = 10 000 А, або відповідними цифрами в прямокутнику .

Комутаційна здатність ПЗВ - I m , згідно з вимогами норм, має бути не менше десятикратного значення номінального струму або 500 А (береться більше значення).

Значення цього параметра конкретного пристрою визначається конструкцією механізму, що відключає, якістю контактів.

Якісні пристрої мають, як правило, набагато більшу комутаційну здатність - 1000, 1500 А. Це означає, що такі пристрої надійніші, і в аварійних режимах, наприклад, при короткому замиканні на землю, ПЗВ, випереджаючи автоматичний вимикач, гарантовано здійснить відключення.

В даний час діють три стандарти - ГОСТ Р 50807-95, ГОСТ Р 51326.1-99 (ПЗВ без вбудованого захисту від надструмів) і ГОСТ Р 51327.1-99 (ПЗВ з вбудованим захистом від надструмів), що визначають параметри ПЗВ.

Далі розглянуто основні параметри ПЗВ, наведено визначення цих параметрів відповідно до зазначених стандартів, найбільш важливі параметри більш детально розглянуті. ПЗВ із вбудованим захистом від надструмів мають лише кілька додаткових характеристик. Далі за текстом «ПЗВ» будуть називатися пристрої без вбудованого захисту від надструмів, а терміни та визначення, що стосуються ПЗВ із вбудованим захистом від надструмів, будуть вказуватися спеціально.

5.2. НОМІНАЛЬНА НАПРУГА U n

Номінальна напруга ПЗВ є значенням напруги, встановленим виробником для заданих умов експлуатації, при якому забезпечується його працездатність.

Допустимо застосування чотириполюсних ПЗВ як двополюсних, тобто. в однофазній мережі, за умови, що виробник забезпечує нормальне функціонування ланцюга експлуатаційного контролю (кнопки «Тест») при цій напрузі.

Нормами встановлений також діапазон напруг, в якому ПЗВ має зберігати працездатність, що має принципове значення для ПЗВ, функціонально залежних від напруги живлення.

Функціонально незалежні від напруги живлення (електромеханічні) пристрої зберігають працездатність за будь-яких значень напруги і навіть за відсутності напруги, наприклад, при обриві нульового провідника.

5.3. НОМІНАЛЬНА НАПРУГА ІЗОЛЯЦІЇ U i

Номінальна напруга ізоляції U i є встановленим виробником значенням напруги, при якому визначається випробувальна напруга при випробуванні ізоляції та відстані витоку ПЗВ.

За відсутності інших вказівок значення номінальної напруги ізоляції – це максимальне значення номінальної напруги ПЗВ. Значення максимальної номінальної напруги ПЗВ не повинно перевищувати значення номінальної напруги ізоляції.

5.4. НОМІНАЛЬНИЙ СТРУМ I n

Номінальний струм I n - зазначений виробником струм, який ПЗВ може проводити в тривалому режимі роботи за встановленої контрольної температури навколишнього повітря.

Для ПЗВ із вбудованим захистом від надструму номінальний струм I n - це ще й номінальний струм автоматичного вимикача у складі ПЗВ, значення якого використовується для визначення розрахунковим шляхом або за діаграмами відключення при надструмах.

Тривалий режим роботи означає безперервну експлуатацію пристрою протягом тривалого часу, що обчислюється принаймні роками.

Як стандартна контрольна температура навколишнього повітря прийнято значення 30°С.

Номінальний струм I n ПЗВ вибирається з ряду: 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 63, 80, 100, 125 А. Для ПЗВ із вбудованим захистом від надструму додатково введено значення 6 і 8 А.

Для ПЗВ значення цього струму визначається, як правило, перетином провідників у самому пристрої та конструкцією силових контактів.

Оскільки ПЗВ має бути захищене послідовним захисним пристроєм (ПЗП), номінальний струм ПЗВ повинен бути скоординований з номінальним струмом ПЗП. Для ПЗВ із вбудованим захистом від надструмів ПЗП не потрібно.

У закордонних нормативних документах (наприклад, в австрійських ЦVE EN1, Т1, §12.12) є вимога підвищення на ступінь номінального струму ПЗВ щодо номінального струму послідовного захисного пристрою.

Це означає, що, наприклад, ланцюг, що захищається автоматичним вимикачем з номінальним струмом 25 А, що визначається за методикою, описаною в гол. 7 має бути встановлено ПЗВ з номінальним струмом 40 (32) А (табл. 5.1).

Таблиця 5.1

Доцільність такої вимоги можна пояснити найпростішим прикладом.

Якщо ПЗВ та автоматичний вимикач мають рівні номінальні струми, то при протіканні робочого струму, що перевищує номінальний, наприклад, на 45%, тобто. струму перевантаження, цей струм буде вимкнений автоматичним вимикачем за період тривалістю до однієї години. Це означає, що протягом цього часу ПЗВ буде перевантажено. Очевидно, що цей недолік органічно притаманний ПЗВ із вбудованим захистом від надструмів, що мають один загальний (і для ПЗВ і для вбудованого автоматичного вимикача) параметр - номінальний струм навантаження.

5.5. НОМІНАЛЬНА ЧАСТОТА f n

Номінальна частота f n - Промислова частота, на яку розраховано ПЗВ і якої відповідають значення інших характеристик.

Існують спеціальні ПЗВ, розраховані на певний діапазон частот – наприклад, 16-60 Гц, 150-400 Гц.

5.6. НОМІНАЛЬНИЙ ВІДКЛЮЧАЮЧИЙ ДИФЕРЕНЦІЙНИЙ СТРУМ I n

Номінальний відключаючий диференціальний струм I n є значення відключаючого диференціального струму, вказане виробником, при якому ПЗВ має спрацьовувати за заданих умов. У вітчизняній електротехнічній практиці і, зокрема, у релейному захисті багато років застосовується термін «уставка». Стосовно ПЗВ номінальний відключає диференціальний струм і є уставка.

Номінальний відключає диференціальний струм (уставка) ПЗВ вибирається з наступного ряду: 6, 10, 30, 100, 300, 500 мА.

На практиці уставку ПЗВ для кожного конкретного випадку застосування вибирають з урахуванням таких факторів:

значення існуючого в даній електроустановці сумарного (з урахуванням приєднаних стаціонарних та переносних електроприймачів) струму витоку на землю – так званого «фонового струму витоку»;
значення допустимого струму через людину на основі критеріїв електробезпеки;
реального значення відключаючого диференціального струму ПЗВ, яке відповідно до вимог ГОСТ Р 50807-94 знаходиться в діапазоні 0,5 I n - I n .

Відповідно до вимог ПУЕ (7-е вид., п. 7.1.83) номінальний диференціальний відключаючий струм ПЗВ (уставка) повинен не менше ніж у три рази перевищувати сумарний струм витоку ланцюга електроустановки, що захищається - I  .

I n  3 I 

Сумарний струм витоку електроустановки заміряється спеціальними приладами (розділ 9) або визначається розрахунковим шляхом.

За відсутності фактичних (заміряних) значень струму витоку в електроустановці ПУЕ (п. 7.1.83) наказують приймати струм витоку електроприймачів з розрахунку 0,4 мА на 1 А струму навантаження, а струм витоку ланцюга з розрахунку 10 мкА на 1 м довжини фазного .

У деяких випадках для певних споживачів значення уставки задається нормативними документами.

Таблиця 5.2

Таблиця 5.3

Розділ VDE	Застосування	Уставка I n ,
0100 - 559	Світильники, освітлювальні установки	 30 мА
0100 - 701	Ванні та душові	 30 мА
0100 - 702	Криті та відкриті басейни	 30 мА
0100 - 704	Будівельні майданчики
Розеткові ланцюги (однофазні) до 16 А	 30 мА
Інші розеткові ланцюги	 500 мА
0100 - 705	Сільськогосподарські електроустановки
загальні ланцюги	 500 мА
розеткові ланцюги	 30 мА
0100 - 706	Приміщення з електропровідними стінами та обмеженими можливостями переміщення	 30 мА
0100 - 708	Пункти живлення для мобільних фургонів	 30 мА
0100 - 720	Пожежонебезпечні виробничі приміщення	 500 мА
0100 - 721	Пересувні житлові фургони, катери та яхти, системи електроживлення кемпінгових майданчиків	 30 мА
0100 - 722	Літаючі об'єкти, автомобілі, житлові вагончики (R з  30 Ом)	 500 мА
0100 - 723	Навчальні приміщення з лабораторними стендами	 30 мА
0100 - 728	Системи резервованого живлення (R з  100 Ом)	 500 мА
0100 - 737	Сирі та вологі приміщення Відкриті установки: розеткові ланцюги до 32 А	 30 мА
0100 - 738	Фонтани	 30 мА
0100 - 470	Розеткові ланцюги у відкритих електроустановках	 30 мА
	Медичні приміщення
при I n  63 А	I n  30 мА
при I n > 63 А	I n  300 мА
0118 - 1	Підземні споруди	 500 мА
0544 год. 100	Електрозварювальні установки, обладнання дугового зварювання	 30 мА
0544 - 1	Установки точкового зварювання	вільний вибір
0660 - 501	Розподільні щити на будмайданчиках	 500 мА
	Пристрої регулювання вуличного руху, світлофори (I n  25 А)	 500 мА

У ГОСТ Р 50669-94 стосовно будівель з металу або з металевим каркасом задається значення уставки ПЗВ не вище 30 мА.

«Тимчасові вказівки» наказують:

для сантехнічних кабін, ванних та душових встановлювати ПЗВ зі струмом спрацьовування 10 мА, якщо на них виділено окрему лінію;
в інших випадках, (наприклад, при використанні однієї лінії для сантехнічної кабіни, кухні та коридору) допускається використовувати ПЗВ зі уставкою 30 мА (п. 4.15);
в індивідуальних житлових будинках для групових ланцюгів, що живлять штепсельні розетки всередині будинку, включаючи підвали, вбудовані та прибудовані гаражі, а також у групових мережах, що живлять ванні кімнати, душові та сауни ПЗВ із уставкою 30 мА;
для встановлюваних зовні штепсельних розеток ПЗВ із уставкою 30 мА (п. 6.5).

Штепсельні розетки будівельних майданчиків повинні бути захищені шляхом застосування ПЗВ із струмом спрацьовування не більше 30 мА (п.704.471 ГОСТ Р 50571.23-2000).

Для захисту від пожеж електричний ланцюг повинен бути захищений ПЗВ з номінальним вимикаючим диференціальним струмом, що не перевищує 0,5 А (п. 482.2.10 ГОСТ Р 50571.17-2000).

Як приклад у табл. 5.3 наведено встановлені німецькими електротехнічними нормами VDE значення уставок по струму витоку для різних об'єктів.

Як зазначалося в розділі 4.3 даного видання, ПЗВ типу «АС» реагує на змінний синусоїдальний диференціальний струм, а типу «А» - на змінний синусоїдальний диференціальний струм та пульсуючий постійний диференціальний струм.

Оскільки діюче значення пульсуючого випрямленого змінного струму відрізняється від діючого значення змінного струму тієї ж амплітуди, значення диференціального струму, що відключає, у ПЗВ типу «А» також відрізняється від аналогічного параметра ПЗВ типу «АС».

У ГОСТ Р 51326.1-99 (табл.17) наведено діапазони струму розчеплення ПЗВ типу «А» залежно від форми сигналу (кута затримки) диференціального струму – таблиця 5.4.

Таблиця 5.4

ПЗВ типу «А» перевіряють на правильність роботи при рівномірному наростанні диференціального пульсуючого постійного струму від нуля до значення 2 I n (для ПЗВ з I n  10 мА) або до 1,4 I n (для ПЗВ з I n > 10 мА) за 30 секунд.

Аналогічно перевіряють ПЗВ типу «А» на правильність роботи при накладенні постійного гладкого струму 0,006 А. Накладений гладкий постійний струм 6 мА не повинен впливати на значення відключаючого диференціального струму.

Таким чином, відключаючий диференціальний струм ПЗВ типу «А» при протіканні пульсуючих диференціальних струмів, може мати значення від 0,11 I n до 2 I n .

5.7. НОМІНАЛЬНИЙ НЕВІДКЛЮЧАЮЧИЙ ДИФЕРЕНЦІЙНИЙ СТРУМ I nо

Номінальний невідключний диференціальний струм I no є значення невідключаючого диференціального струму, вказане виробником, за якого ПЗВ не спрацьовує за заданих умов.

Вище вказувалося, що номінальний невідключає синусоїдальний диференціальний струм ПЗВ дорівнює половині значення струму уставки:

I n0 = 0,5 I nn.

Це означає, що значення відключаючого синусоїдального струму знаходиться в інтервалі між номінальним диференціальним, що відключає, і номінальним невідключаючим диференціальним струмом. Якщо через ПЗВ протікає диференціальний струм, менший від номінального невідключаючого диференціального струму, ПЗВ не повинно спрацьовувати.

Значення синусоїдального диференціального струму, при якому ПЗВ автоматично спрацьовує, має знаходитися в діапазоні від I n0 до I n - діапазоні спрацьовування.

Для ПЗВ типу «А» при постійному пульсуючому диференціальному струмі діапазон спрацьовування залежить від кута затримки струму (табл.5.4).

З таблиці слід, що діапазон спрацьовування для ПЗВ типу «А» при постійному пульсуючому диференціальному струмі значно ширше, ніж при синусоїдальному диференціальному струмі. Його нижня межа дорівнює 0,11 I n , а верхня межа перевищує номінальний відключає диференціальний струм і може дорівнювати 1,4 I n або 2 I n (залежно від IDn ПЗВ).

Таким чином, для ПЗВ типу «А» номінальний невідключний синусоїдальний диференціальний струм дорівнює 0,5 I n , а мінімальний (при куті затримки 135°) невідключний пульсуючий постійний диференціальний струм дорівнює 0,11 I n .

При проектуванні електроустановок та виборі уставок ПЗВ необхідно враховувати існуючі «фонові» струми та зазначену особливість ПЗВ типу «А».

5.8. НОМІНАЛЬНИЙ ЧАС ВИМКНЕННЯ T n

Стандарти ГОСТ Р 51326.1-99 та ГОСТ Р 51327.1-99 встановлюють два часові параметри ПЗВ – час відключення та граничний час невідключення (для ПЗВ типу «S»).

Час відключення ПЗВ є проміжок часу між моментом раптової появи диференціального струму, що відключає, і моментом гасіння дуги на всіх полюсах ПЗВ.

Граничний час невідключення (неспрацьовування) для ПЗВ типу «S» є максимальний проміжок часу з моменту виникнення в головному ланцюгу ПЗВ диференціального струму, що відключає, до моменту торкання розмикаючих контактів.

Граничний час невідключення є витримкою часу, що дозволяє досягти селективності дії ПЗВ під час роботи у багаторівневих системах захисту (див. розділ 8.5.).

Тимчасові характеристики ПЗВ наведено у табл. 5.5.

Таблиця 5.5

З табл. 5.5 слід, що гранично допустимий час відключення ПЗВ - 0,3 с (0,5 с для ПЗВ типу «S»).

Насправді, сучасні якісні електромеханічні ПЗВ мають швидкодію 20-30 мс.

Це означає, що ПЗВ «швидкий» вимикач, тому на практиці можливі ситуації, коли ПЗВ спрацьовує раніше апарату захисту від надструмів і відключає струми навантаження, так і надструми.

5.9. ГРАНИЧНЕ ЗНАЧЕННЯ ЗВЕРХТОКУ НЕВІДКЛЮЧЕННЯ I nm

При протіканні надструму через головний ланцюг ПЗВ можливе його спрацьовування навіть за відсутності в його головному ланцюзі диференціального струму - відбувається так зване «хибне» відключення ПЗВ.

Причиною помилкового спрацьовування ПЗВ є поява у вторинній обмотці диференціального трансформатора струму небалансу, що перевищує поріг чутливості розчіплювача ПЗВ.

Стандарт ГОСТ Р 51326.1-99 встановлює граничне значення надструму, що протікає через головний ланцюг ПЗВ, що не викликає його автоматичного спрацьовування за умови відсутності в головному ланцюзі ПЗВ диференціального струму.

Це значення дорівнює 6 I n як для випадку багатофазного рівномірного навантаження багатополюсного ПЗВ, так і для випадку однофазного навантаження три- і чотириполюсного ПЗВ.

Параметр «граничне значення надструму невідключення» характеризує здатність ПЗВ не реагувати на симетричні струми короткого замикання та перевантаження (до певного значення) і є важливим показником якості пристрою.

Норми визначають мінімальне значення струму, що не відключає, максимальне значення невідключаючого надструму не нормується і може набагато перевищувати 6 I n .

Для ПЗВ із захистом від надструмів цей параметр має інший сенс, оскільки надструм відключається вбудованим у ПЗВ автоматичним вимикачем. У ГОСТ Р 51327.1-99 включені вимоги щодо перевірки граничного струму неспрацьовування у разі короткого замикання. Методика випробувань передбачає перевірку граничного значення надструму у разі однофазного навантаження чотириполюсного ПЗВ. Для цього в головному ланцюзі ПЗВ встановлюють струм, що дорівнює 0,8 від значення нижньої межі відповідних характеристик миттєвого розчеплення (типів В - 2,4 I n , С - 4 I n і D - 8 I n). ПЗВ не повинно вимкнутися протягом 1 секунди.

5.10. НОМІНАЛЬНА ВКЛЮЧАЛЬНА І ВІДКЛЮЧАЛЬНА ЗДАТНІСТЬ (КОМУТАЦІЙНА ЗДАТНІСТЬ) I m

Номінальна що включає і відключає здатність є однією з найважливіших характеристик ПЗВ, що визначає його якість та надійність. Відповідно до ГОСТ Р 51326.1-99 номінальна найбільша включає і відключає здатність - це середньоквадратичне значення змінної складової очікуваного струму, вказане виробником, яке ПЗВ здатне включати, проводити і відключати за заданих умов (за наявності в головному ланцюгу ПЗВ відключає диференціального струму).

Відповідно до вимог стандарту I m має бути не менше 10 I n або 500 А (береться більше значення).

Комутаційна здатність залежить від рівня технічного виконання пристрою - якості силових контактів, потужності пружинного приводу, матеріалу (пластмасових або металевих деталей), точності виконання механізму приводу, наявності дугогасної камери та ін Цей параметр значною мірою визначає надійність ПЗВ.

У деяких аварійних режимах ПЗВ має здійснювати відключення надструмів, випереджаючи автоматичний вимикач, при цьому воно має зберегти свою працездатність.

5.11. НОМІНАЛЬНА ВКЛЮЧАЮЧА І ВІДКЛЮЧАЛЬНА ЗДАТНІСТЬ ПО ДИФЕРЕНЦІЙНОМУ СТРУМУ I m

Відповідно до ГОСТ Р 51326.1-99 номінальна найбільша диференціальна включає і відключає здатність I m - це середньоквадратичне значення змінної складової очікуваного диференціального струму, зазначене виробником, яке ПЗВ здатне включати, проводити і відключати за заданих умов. Мінімальне значення номінальної найбільшої диференціальної включає і відключає здатності I m є 10 I n або 500 А (вибирають більше значення).

5.12. НОМІНАЛЬНИЙ УМОВНИЙ СТРУМ КОРОТКОГО Замикання I nc

Номінальний умовний струм короткого замикання - найважливіший параметр ПЗВ, що характеризує насамперед якість виробу.

Вказане заводом-виробником значення цього параметра перевіряється під час сертифікаційних випробувань пристрою. Значення номінального умовного струму короткого замикання стандартизовані та рівні: 3000, 4500, 6000 та 10000 А.

Сенс випробування полягає у визначенні термічної та електродинамічної стійкості виробу при протіканні надструмів.

При випробуванні на спеціальному стенді створюється ланцюг із потужного джерела та навантаження, що забезпечує протікання через ПЗВ заданого надструму протягом дуже короткого часу – до моменту спрацьовування захисного пристрою (плавких вставок у вигляді срібних провідників каліброваного перерізу або просто каліброваних запобіжників).

Випробувальний струм (рис.5.1) не досягає заданого амплітудного значення, оскільки відключається раніше послідовно увімкненим захисним апаратом з нормованою уставкою. Однак крутість фронту електричного імпульсу, прикладеного до ПЗВ, та енергія, пропущена через ПЗВ при такому випробуванні, дуже великі. Якщо пристрій не руйнується і зберігає працездатність після жорсткого випробування, це означає, що якість його на високому рівні.

Значення I nc як найважливішого параметра ПЗВ повинно бути наведене на лицьовій панелі пристрою, або в супровідній технічній документації на ПЗВ.

Для ПЗВ типів «S» і «G» (із затримкою спрацьовування) пред'являються підвищені вимоги за цим параметром, оскільки передбачається, що, по-перше, ПЗВ цього типу встановлюються на головній ділянці мережі, де струми короткого замикання, природно, вище, -друге, такі пристрої, маючи затримку спрацьовування, можуть перебувати під впливом аварійних надструмів більш тривалий час.

5.13. НОМІНАЛЬНИЙ УМОВНИЙ ДИФЕРЕНЦІЙНИЙ СТРУМ КОРОТКОГО ЗАМИКАННЯ I с

Даний параметр та методика випробування аналогічні розглянутим у п. 5.12. Головною відмінністю є те, при випробуваннях ПЗВ на стійкість до диференціального струму короткого замикання випробувальний надток пропускають по черзі окремими полюсами ПЗВ. Це означає, що це випробування ще жорсткіше, ніж вищеописане, оскільки в цьому випадку відсутня взаємна компенсація магнітних полів струмів первинної обмотки трансформатора.

Значення номінального умовного диференціального струму короткого замикання I с стандартизовані та рівні: 3000, 4500, 6000 та 10000 А.

Даний параметр характеризує стійкість пристрою до протікання надструму по одному полюсу.

ПЗВ при диференціальному надтоку спрацює з максимальною швидкодією, проте в цьому випадку, оскільки надструм трансформується у вторинну обмотку, дуже високе навантаження на диференціальний трансформатор струму і на магнітоелектричний розчіплювач.

Для ПЗВ, що залежать від напруги живлення, режим диференціального надструму особливо небезпечний. Наприклад, наголошувалися випадки виходу з ладу вхідних ланцюгів електронних підсилювачів, підключених до вторинної обмотки трансформатора струму.

На практиці режим диференціального надструму виникає, наприклад, у системі TN-C-S при глухому замиканні за ПЗВ фазного провідника на N- або РЕ-провідники.

5.14. ХАРАКТЕРИСТИКА I 2 t (інтеграл Джоуля)

Історично в електроенергетиці інтеграл Джоуля - інтеграл квадратичного струму за даним інтервалом часу застосовувався з метою оцінки термічної стійкості кабелів, шин, з'єднань, електричних апаратів та інших. при коротких замиканнях. Інтеграл визначався розрахунковим шляхом за значенням струму короткого замикання протягом часу протікання - від моменту виникнення струму короткого замикання до моменту згасання дуги на контактах силового вимикача. Інтеграл дозволяв визначити кількість енергії, що виділилася певному об'єкті під час дії короткого замикання.

Стосовно ПЗВ стандарт визначає характеристику I 2 t як криву, що дає максимальне значення I 2 t як функцію очікуваного струму в зазначених умовах експлуатації:

Інтеграл Джоуля визначає кількість енергії, пропущеної через ПЗВ під час випробувань на умовний струм короткого замикання. Характеристика ця енергетична, вона дозволяє комплексно оцінити стійкість при проходженні через нього певної кількості енергії. При протіканні через ПЗВ випробувального струму частина енергії виділяється у конструкції ПЗВ у вигляді тепла, динамічних зусиль, доданих до провідників, ізоляційних елементів пристрою.

Інтеграл Джоуля для ПЗВ із захистом від надструмів має дещо інший сенс. Він визначений для вбудованого пристрою для захисту від надструмів – автоматичного вимикача.

Інтеграл Джоуля як характеристика автоматичного вимикача визначає кількість енергії, яку здатний пропустити через себе автоматичний вимикач до моменту відключення короткого замикання струму.

Цей показник набув особливого значення з появою сучасних автоматичних вимикачів з струмообмежувальними властивостями, що досягаються за допомогою спеціальних конструктивних рішень - зокрема конструкції дугогасної камери та системи магнітного дуття для гасіння дуги. У старих конструкціях автоматичних вимикачів з природним згасанням дуги в момент переходу струму через нуль інтеграл Джоуля визначався повною напівхвильовою синусоїдального струму. Інтеграл Джоуля автоматичних вимикачів із струмообмежувальними властивостями набагато менше (рис. 5.2) - у якісних вимикачах дуга гаситься за чверть періоду промислової частоти.

За показником струмообмеження автоматичні вимикачі поділяються на три класи - 1, 2, 3. Чим вище клас вимикача, тим більшу енергію він здатний пропустити, тим менше термічну дію струму короткого замикання в ланцюгу, що захищається.

В даний час у Німеччині норми влаштування електроустановок для житлових будівель допускають до застосування автоматичні вимикачі з номінальною здатністю відключення не менше 6000 А і класом обмеження енергії не нижче 3. Автоматичні вимикачі маркуються відповідним знаком - наприклад, .

Граничні значення характеристики I 2 t (пропускної енергії А2с) для автоматичних вимикачів за EN 60898 D.5.2.b для автоматичних вимикачів до 16 А (тип В) і від 20 А до 32 А (тип В) наведені в таблиці 5.6.

Таблиця 5.6

Номінальна здатність, що вимикає, А	Клас обмеження енергії

I n  16 А
3 000	Не нормується	31 000	15 000
6 000	100 000	35 000
10 000	240 000	70 000
20 А< I n  32 А
3 000	Не нормується	40 000	18 000
6 000	130 000	45 000
10 000	310 000	90 000

Приклади характеристик I 2 t автоматичних вимикачів та ПЗВ наведено на рис 5.3-5.4.

Для автоматичних вимикачів, що є складовою частиною ПЗВ з вбудованим захистом від надструмів, стандарт ГОСТ Р 51327.1-99 встановлює зону тимчасової характеристики, аналогічно вимогам до автоматичних вимикачів у ГОСТ Р 50345-99 «Апаратура малогабаритна електрична. Автоматичні вимикачі для захисту від надструмів побутового та аналогічного призначення». Зона частокової характеристики розчеплення ПЗВ із вбудованим захистом від надструмів визначена умовами та значеннями, встановленими в таблиці 5.7.

Таблиця 5.7

Випробування	Тип	Випробувальний струм	Початковий стан	Час розчеплення чи нерозчеплення	Необхідний результат	Примітка
а	В, С, D	1,13 I n	Холодне	t  1 год (при I n< 63 А) t  2 ч (при I n >63А)	Без розчеплення	-
b	В, С, D	1,45 I n	Негайно після випробування а	t< 1 ч (при I n < 63 А) t < 2 ч (при I n >63А)	Розчеплення	Безперервне наростання струму протягом 5 с
c	В, С, D	2,55 I n	Холодне	1 с< t < 60 c (при I n < 32А) 1 с < t < 120 c(при I n >32А)	Розчеплення	-
d	B	3 I n	Холодне	t > 0,1 с	Без розчеплення
C	5 I n
D	10 I n
e	B	5 I n	Холодне	t< 0,1 с	Розчеплення	Струм створюється замиканням допоміжного вимикача
C	10 I n
D	50 I n

5.15. НОМІНАЛЬНА НАЙБІЛЬША КОМУТАЦІЙНА ЗДАТНІСТЬ I cn

Для ПЗВ із вбудованим захистом від надструму ГОСТ Р 51327.1-99 визначає даний параметр наступним чином: «Номінальна найбільша комутаційна здатність I cn є значення граничної найбільшої здатності, що відключає, зазначене виробником».

Гранична найбільша здатність, що відключає, є відключаюча здатність, для якої запропоновані умови згідно з зазначеним циклом випробувань не передбачають здатності ПЗВ проводити протягом умовленого часу струм, рівний 0,85 струму невідключення.

Розглянута характеристика в ГОСТ Р 50345-92 названа «номінальна здатність, що відключає».

За ГОСТ Р 51327.1-99 стандартні значення номінальної найбільшої комутаційної здатності до 10000 А включно рівні - 1500, 3000, 4500, 6000, 10000 А.

У стандарті вказується, що при випробуваннях кожне ПЗВ із захистом від надструмів повинно забезпечити одне відключення випробувального електричного ланцюга з очікуваним надструмом, рівним номінальної найбільшої комутаційної здатності, а також одне включення з наступним автоматичним відключенням електричного ланцюга, в якому протікає зазначений випробувальний.

Після проведення цих випробувань ПЗВ не повинне мати пошкоджень, що погіршують його експлуатаційні властивості, а також повинно витримати встановлені стандартом випробування на електричну міцність та перевірку характеристики розчеплення.

5.16. РОБОЧА НАЙБІЛЬША ВІДКЛЮЧАЛЬНА ЗДАТНІСТЬ I cs

Робоча найбільша відключаюча здатність ПЗВ із захистом від надструмів - це відключаюча здатність, для якої передбачені умови згідно з зазначеним циклом випробувань передбачають здатність проводити протягом встановленого часу струм, що дорівнює 0,85 струму нерозчеплення.

Співвідношення між робочою I cs та номінальною Icn найбільшими комутаційними здібностями (згідно з таблицею 18 ГОСТ Р 51327.1-99) наступні.

Для I cn = 6000 А робочий I cs і номінальний I cn рівні I cs = I cn для інтервалу значень I cn від 6000 А до 10000 А I cs = 0,75 I cn , але не менше 6000 А, для I cn > 10000 А I cs = 0,5 I cn, але не менше 7500 А.

6. ЕКСПЛУАТАЦІЙНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЗВ
6.1. НОРМАЛЬНІ УМОВИ ЕКСПЛУАТАЦІЇ

До ПЗВ, в силу його особливого призначення – захисту життя та майна людини, пред'являються надзвичайно високі вимоги щодо надійності, завадостійкості, термічної та електродинамічної стійкості, матеріалів та виконання конструкції. Цими особливими вимогами частково пояснюється порівняно висока вартість сучасних якісних стандартів, що відповідають вимогам і мають відповідні сертифікати ПЗВ.

Стандарти ГОСТ Р 51326.1-99 та ГОСТ Р 51327.1-99 визначають такі нормальні умови експлуатації ПЗВ:

температура навколишнього повітря від -5 ° С до +40 ° С, середньодобове значення не більше +35 ° С (зберігання виробів допускається при температурі навколишнього повітря від -20 ° С до +60 ° С);
висота місця встановлення над рівнем моря не повинна перевищувати 2000 м;
відносна вологість повітря не більше 50% при температурі навколишнього повітря +40°С (збільшення можливе при менших значеннях температури навколишнього повітря, наприклад, до 90% при +20°С);
зовнішні магнітні поля не повинні перевищувати п'ятикратного значення магнітного поля Землі у будь-якому напрямку;
частота – номінальне значення частоти ±5%;
спотворення синусоїдальної форми кривої - трохи більше 5%.

6.2. ПЕРЕВИЩЕННЯ ТЕМПЕРАТУРИ

У процесі експлуатації при протіканні через ПЗВ робочого струму навантаження відбувається нагрівання струмопровідних елементів та конструкції пристрою.

Стандарт ГОСТ Р 51326.1-99 визначає межі перевищення температури частин ПЗВ (щодо температури навколишнього повітря) при протіканні його головного ланцюга струму, рівного номінальному.

У таблиці 6.1 наведено значення перевищення температури, визначені стандартами.

Таблиця 6.1

6.3. СТУПІНЬ ЗАХИСТУ

За ГОСТ Р 14254-96 «Ступені захисту, що забезпечуються оболонками (Код IP)» ступінь захисту ПЗВ у нормальних умовах експлуатації - після завершення монтажу має відповідати класу ІР20.

Відповідно до ГОСТ Р 51327.1-99 ПЗВ повинні бути сконструйовані таким чином, щоб після монтажу та приєднання як для нормальної експлуатації їх частини, що знаходяться під напругою, були недоступні для дотику.

Деякі фірми випускають ПЗВ вищого класу захисту - наприклад, IP25, IP40.

При установці ПЗВ в спеціальних кліматичних умовах його поміщають у захисний кожух.

6.4. ФУНКЦІЯ РОЗ'ЄДНАННЯ

Відповідно до ГОСТ Р 51327.1-99 ПЗВ є механічний комутаційний апарат, призначений для включення, проведення та відключення струмів за нормальних умов роботи, а також роз'єднання контактів у разі, коли диференціальний струм досягає заданого значення у певних умовах.

За ГОСТ Р 50030.1-92 функція роз'єднання є дія, спрямована на відключення живлення всієї установки або її окремої частини шляхом відокремлення цієї установки або її частини від будь-якого джерела електричної енергії з міркувань безпеки.

Конструкція ПЗВ забезпечує виконання функції роз'єднання.

Повітряні зазори та відстані витоку ПЗВ повинні відповідати вимогам стандартів – ГОСТ Р 51326.1-99 (табл. 3), ГОСТ Р51327.1-99 (табл. 5). Автоматичні вимикачі також виконують функцію роз'єднання – ГОСТ Р 50345-99 (табл. 3).

Допустимі повітряні зазори та відстані витоку ПЗВ наведені в табл. 6.2.

ПЗВ повинно мати механізм вільного розчеплення, необхідний для того, щоб рухомі контакти могли перебувати в стані спокою тільки в замкнутому або розімкнутому положенні, навіть коли органи управління перебувають у будь-якому проміжному положенні.

Рухливі контакти всіх полюсів чотириполюсного ПЗВ повинні бути з'єднані між собою механічно таким чином, щоб усі полюси, за винятком комутувального нульового робітника, включалися і відключалися практично одночасно, незалежно від того, яким чином здійснюється оперування - вручну або автоматично.

Контакти полюса, що комутує нульовий робочий провідник, повинні замикатися раніше і відключатися пізніше за контакти інших полюсів (Т = 3-4 мс).

Таблиця 6.2

Найменування	Значення, мм, не менше
Повітряні зазори:
1) між частинами, що знаходяться під напругою, роз'єднаними, коли ПЗВ розімкнуто

3) між частинами, що знаходяться під напругою, і:
- поверхнею, на якій монтується основа
- гвинтами та іншими засобами кріплення кришок, які повинні видалятися під час монтажу ПЗВ
- іншими доступними металевими частинами
Відстань витоку:
1) між частинами, що знаходяться під напругою, роз'єднаними, коли ПЗВ замкнуто
2) між частинами різної полярності, що знаходяться під напругою
3) між струмопровідними частинами та:
- гвинтами та іншими засобами кріплення кришок, які повинні видалятися під час монтажу
- доступними металевими частинами

6.5. ЕЛЕКТРОІЗОЛЯЦІЙНІ ВЛАСТИВОСТІ

ГОСТ Р 51326.1-99 висуває досить високі вимоги до ПЗВ за рівнем електричної ізоляції.

Відповідно до п. 9.7 зазначеного ГОСТу після знаходження ПЗВ у вологій камері з відносною вологістю повітря 91-95% протягом 48 годин опір ізоляції його головного ланцюга має бути не менше 2 Мом, опір ізоляції між металевими частинами механізму і корпусом - не менше 5 мОм. Вимір опору ізоляції проводять при напрузі 500 В постійного струму.

Електричну міцність ізоляції ПЗВ відчувають прикладаючи до його головного ланцюга протягом однієї хвилини випробувальна напруга 2000 змінного струму 50 Гц. Під час випробування не допускаються перекриття та пробої.

Ізоляція ПЗВ також повинна витримувати випробування на стійкість до імпульсних перенапруг. Випробування включають додаток десяти імпульсів струму (1,2/50 мкс) з піковою напругою 6 кВ між з'єднаними разом фазними полюсами і нейтральним полюсом. Другу серію випробувань проводять при піковому напрузі імпульсів 8 кВ. Імпульси прикладають між металевою основою, з'єднаною з висновком, призначеним для захисного провідника (якщо є), і з'єднаними разом фазним полюсом і нейтральним полюсом ПЗВ. Вважають, що пристрій витримав випробування, якщо не сталося ненавмисного руйнівного розряду.

6.6. КОМУТАЦІЙНА І МЕХАНІЧНА зносостійкість

Відповідно до вимог стандартів комутаційні апарати повинні бути здатні виконувати встановлену кількість механічних та електричних циклів оперування - переведення рухомих контактів із розімкнутого положення в замкнуте і навпаки.

Комутаційна зносостійкість будь-якого електричного комутаційного апарату значною мірою залежить від матеріалу та конструкції контактної групи. У європейських країнах електротехнічні норми регламентують матеріали, допустимі до застосування під час виробництва різних видів електричних апаратів.

Для виготовлення контактів апаратів певного призначення застосовують різні сплави срібла, що характеризуються особливими властивостями. Наприклад, срібно-графітові сплави мають властивості зниження зварюваності контактів при великих пускових струмах, що важливо для магнітних пускачів, срібно-діоксидоолов'яні сплави забезпечують низький перехідний опір контактної пари при стабільному великому струмовому навантаженні і т.д.

Для контактної пари (рухливий – нерухомий контакти) ПЗВ потрібно застосовувати срібно-графітовий (AgC) сплав у парі зі срібно-вольфрамовим (AgW), срібно-нікелевим (AgNi) або срібно-діоксидоолов'яним (AgSnO 2). Для автоматичних вимикачів застосовується пара (AgC) та мідь (Cu).

У зв'язку з вищевикладеним викликає подив інформація, що наводиться в рекламних проспектах деяких фірм, в яких як гідність вказується, що в пристрої застосовані «срібні контакти».

Механічна зносостійкість ПЗВ є здатність пристрою виконувати задану кількість операцій без протікання по головному ланцюгу електричного струму.

Комутаційна зносостійкість ПЗВ є здатністю пристрою виконувати задану кількість операцій при протіканні по головному ланцюгу номінального струму при номінальній напрузі.

Відповідно до стандартів ПЗВ при випробуваннях має витримати щонайменше:

2000 циклів електричного оперування при номінальній напрузі та номінальному струмовому навантаженні;
2000 циклів механічного оперування без навантаження.

Операції розмикання повинні проводитись у такому порядку: для першої тисячі циклів із використанням ручних засобів; для наступних п'ятисот циклів з використанням пристрою експлуатаційного контролю – кнопки «Тест»; для останніх п'ятисот циклів шляхом пропускання через один полюс відключає диференціального струму.

Після випробувань ПЗВ не повинно мати надмірного зносу, пошкоджень оболонки, що дають можливість проникнення стандартного пальця до частин, що знаходяться під напругою, ослаблення електричних і механічних з'єднань. Стандарт вимагає проведення після цього випробування ПЗВ перевірки електричної міцності ізоляції без попередньої вологої обробки.

6.7. КОНТРОЛЬНИЙ ПРИСТРІЙ

Конструкція ПЗВ обов'язково передбачає наявність контрольного пристрою – пристрою експлуатаційного контролю, що запускається кнопкою «Тест». Призначенням контрольного пристрою є виконання періодичного контролю працездатності ПЗВ загалом.

Контрольний пристрій є ланцюгом з тестового резистора певного номіналу, що замикає контакту, керованого кнопкою «Тест», і допоміжного контакту, механічно зблокованого з групою силових контактів ПЗВ. Допоміжний контакт забезпечує відключення з метою електробезпеки тестового ланцюга від силового у відключеному положенні ПЗВ.

При натисканні кнопки «Тест» по тестовому ланцюгу протікає контрольний струм заданого значення, що є для ПЗВ диференціальним вимикачем, який повинен викликати спрацювання ПЗВ.

Диференціальний відключаючий струм, створюваний контрольним пристроєм, згідно з ГОСТ Р 51326.1-99, ГОСТ Р 51327.1-99 не повинен перевищувати 2,5-кратного значення номінального відключаючого диференціального струму ПЗВ.

Контрольний пристрій повинен надійно функціонувати при відхиленні напруги від 0,85 до 1,1 від номінального значення.

6.8. СХЕМИ ПІДКЛЮЧЕННЯ УЗО

Конструкції ПЗВ різних виробників можуть відрізнятися один від одного не лише параметрами, а й схемами підключення контрольного пристрою.

На рис. 6.1 наведено різні схеми включення ПЗВ з урахуванням внутрішньої схеми підключення контрольного пристрою до зовнішніх клем. Показано також правильне включення ПЗВ в одно-, дво- та трифазному варіантах.

Мал. 6.1. Схеми підключення ПЗВ
а, б - двополюсні ПЗВ; в, г, д, з - чотириполюсні ПЗВ (тестовий резистор підключається на фазну напругу); е, ж, і, до - чотириполюсні ПЗВ (тестовий резистор підключається на лінійну напругу)

У неповнофазних варіантах необхідно підключати ПЗВ таким чином, щоб був забезпечений ланцюг контрольного пристрою.

Схема внутрішнього підключення тестового резистора повинна бути обов'язково наведена на лицьовій або бічній поверхні корпусу ПЗВ.

6.9. СТІЙКІСТЬ УЗО ДО ІМПУЛЬСНИХ НАПРУГ

ПЗВ повинні бути стійкими до можливих імпульсів комутаційних і атмосферних перенапруг, що виникають в електроустановках. Перевірку стійкості ПЗВ до небажаних спрацьовувань від імпульсів напруги для ПЗВ проводять за допомогою генератора імпульсів «дзвенячої хвилі» (ГОСТ Р 51326.1-99, ГОСТ Р 51327.1-99).

Перевірку проводять у такий спосіб. До одного з полюсів ПЗВ прикладають 10 імпульсів струму зі значенням пікового струму, що дорівнює 200 А, полярність хвилі повинна змінюватися після кожних двох імпульсів. Інтервал між двома послідовними імпульсами (0,5 мкс/100 кГц) 200 А має становити 30 секунд. ПЗВ типу «S» відчувають імпульсним струмом 8/20 мкс з піковим значенням 3000 А. Під час випробувань ПЗВ не повинно спрацьовувати.

6.10. ВИМОГИ ПОЖЕЖНОЇ БЕЗПЕКИ

Конструкція ПЗВ повинна забезпечувати його пожежну безпеку та працездатність як у нормальному режимі роботи, так і у разі виникнення можливих несправностей та порушення правил експлуатації.

Норми державної протипожежної служби МВС Росії – НПБ-243-97 «Норми пожежної безпеки. Пристрої захисного вимкнення. Вимоги безпеки. Методи випробувань» встановлюють вимоги до ПЗВ при конструюванні, монтажі та сертифікації з метою забезпечення пожежної безпеки електроустановок житлових і громадських будівель, що знову будуються та реконструюються, незалежно від форми власності та відомчої приналежності.

Відповідно до НПБ-243-97 функціональні характеристики ПЗВ повинні відповідати вимогам, викладеним у ГОСТ Р 50807-95.

НПБ-243-97 (п.4.2) пред'являють такі вимоги до електроізоляційних та конструкційних пластичних матеріалів, що застосовуються для виготовлення ПЗВ.

Матеріали, з яких виготовлені зовнішні частини ПЗВ (крім декоративних елементів), а також використовувані в конструкції електричних з'єднань для підтримки струмопровідних частин у певному положенні, повинні витримувати випробування тиском кульки.

Матеріали, з яких виготовлені частини ПЗВ, мають бути стійкими до дії полум'я пальника.

Ізоляційні матеріали, що підтримують конструкції гвинтових контактних з'єднань, повинні бути стійкими до дії теплової енергії, що виділяється у перехідному опорі дефектного контактного з'єднання, а також стійкими до дії нагрітого дроту (960°С).

Матеріали, через які можливе утворення провідного містка між частинами різної полярності та різного потенціалу, повинні бути трекінгостійкими.

Конструкція ПЗВ повинна виключати появу в процесі експлуатації та випробувань на пожежну небезпеку полум'я, диму, розм'якшення та оплавлення конструкційних матеріалів.

НПБ-243-97 п. 4.3 свідчить:

«Конструкція ПЗВ має забезпечувати його пожежну безпеку та працездатність як у нормальному режимі роботи, так і при виникненні можливих несправностей та порушень правил експлуатації. При цьому ймовірність виникнення пожежі у (від) ПЗВ не повинна перевищувати 10-6 на рік».

Наказом ГУДПС МВС Росії від 17.11.98 № 73, ПЗВ включені до переліку продукції, що підлягає обов'язковій сертифікації в галузі пожежної безпеки з НПБ 243-97 і повинні пройти сертифікаційні випробування у Всеросійському науково-дослідному інституті протипожежної оборони МВС.

Відповідно до стандартів та нормативів, виробництва та випробувань ПЗВ мають цілий список параметрів та характеристик. Знати їх все не реально, та й нема чого. Навряд чи ви підете купувати з довідником і звірятимете марку ПЗВ з таблицями, та й знайти такі таблиці не так просто.

Відповідно до нормативів виробники ПЗВ зобов'язані наносити на корпус основні параметри ПЗВ важливі для їх правильного монтажу. Подивимося параметри ПЗВ нанесені на його корпусі, на прикладі ПЗВ IBK ВД1-63.

Основні параметри ПЗВ нанесені на його корпус

Відразу зауважу, що в залежності від виробника та країни виробника кількість параметрів може бути меншою.

1. Позначення клем підключення пристрою до живильного ланцюга. 2. Позначення клем підключення навантаження до пристрою.3. Виробник приладу. У скороченому варіанті авторський логотип. 4. Модель ПЗВ. Модель пристрою відповідно до асортименту продукції виробника. Найчастіше у скороченому варіанті. 5. Номінальний струм. Значення струму, яке ПЗВ може пропускати в нормальному режимі «замкнуто». 6. Номінальна напруга: Розмір напруги, для якого розраховано пристрій. 7. Номінальна частота струму: Значення частоти струму, на яке розраховано ПЗВ. Для одного ПЗВ може бути кілька значень частоти струму. 8. Диференціальний струм спрацьовування. Значення диференціального струму, у якому спрацьовує (розмикається) ПЗВ. Це значення можна назвати струмом не спрацьовування, тобто до цієї величини ПЗВ працюватиме в режимі «замкнуто». 9. Літерний тип ПЗВ, на кшталт диференціального струму спрацьовування. Прийнято букви: А, АС, B, S, G.

10. Схематичне позначення типу ПЗВ за типом струму спрацьовування; 11. Температурна характеристика ПЗВ. Найчастіше вказано мінімальну температуру, при якій ПЗВ залишиться працездатним; 12. Схема підключення ПЗВ. Сама собою схема не має особливого практичного значення. Однак, важлива для моментального визначення типу ПЗВ залежно від працездатності ПЗВ від подачі на нього електроживлення.

Тут зупинимося.

Є два типи ПЗВ залежно від електроживлення пристрою. Електромеханічне ПЗВне вимагає подачі електроживлення на вступні клеми, таке ПЗВ спрацьовує, використовуючи потужність диференціального струму.

Електронні ПЗВ, не працюють без подачі електроживлення на вступні клеми. У їх схемі є підсилювач струму, який працюватиме без стороннього джерела.

Більш стабільні та надійні електромеханічні ПЗВ.

13. Розмір струму КЗ (короткого замикання). Нагадую, ПЗВ без захисту від надструмів не «бачить» короткого замикання та не відключає ланцюг при появі надструмів КЗ. Але при надструмах виділяється велика кількість теплової енергії, так ось, це значення струму короткого замикання вказане на корпусі пристрою, і показує, яке значення надструму витримає ПЗВ. 14. Залишилося два значки: Росстандарту та стандарту на пожежостійкість. Значки формальні, означають, що ПЗВ пройшли всі необхідні випробування з ГОСТ.

Переважні та стандартні величини пристроїв захисного відключення

За стандартами, є такі поняття, Переважні та стандартні значення ПЗВ. Можна сказати, що це значення найбільш використовуваних ПЗВ.

Переважні величини номінальної напруги 240 Вольт і 120 Вольт;
Стандартні величини номінального струму 6, 10, 13, 16 10, 20, 32 Ампер;
Стандартні величини номінального вимикаючого диференціального струму вибирають із ряду: 0,006; 0,01; 0,03 Ампер.
Переважними величинами номінальної частоти є 50 і 60 Гц.
Стандартна величина номінального умовного струму КЗ 1500 Ампер (імпорт до 10000 А).

Іноді виробники переносять частину маркування на бічні стінки корпусу.

Зростання кількості побутової техніки підвищує ризик отримання електротравми при її експлуатації. Тому в приміщеннях рекомендується встановлювати захисні системи, що запобігають витоку струму.

Щоб забезпечити стабільність роботи та безпеку користування приладами, необхідно грамотно підібрати та встановити ПЗВ. Перед покупкою слід оцінити експлуатаційні особливості приміщення, тип електричного розведення та визначитися зі схемою підключення захисного пристрою.

Сумніваєтеся, що впораєтеся із завданням? Ми підкажемо вам, як вибрати ПЗВ, які параметри важливо врахувати для забезпечення нормального функціонування техніки та яким виробникам можна довіряти.

Для попередження випадкового удару струмом при контакті з побутовими та промисловими електроприладами було винайдено.

У його основі лежить трансформатор з тороїдальним осердям, який моніторить силу струму на «фазі» та «нулі». Якщо її рівні розходяться, відбувається спрацювання реле і відключення силових контактів.

Перевірити ПЗВ можна натисканням спеціальної кнопки «ТЕСТ». В результаті імітується витік струму, і прилад повинен вимкнути силові контакти

У нормі будь-який електричний прилад має витік струму. Але її рівень настільки малий, що є безпечним для людського організму.

Тому ПЗВ запрограмовані на спрацьовування при тому значенні струму, яке може завдати електротравми людям або призвести до поломки техніки.

Наприклад, при всмоктуванні дитиною в розетку оголеного металевого штиря відбудеться витік електрики через тіло, і ПЗВ відключить світло у квартирі.

Швидкість спрацьовування пристрою така, що організм взагалі не зазнає жодних негативних відчуттів.

УЗО-адаптер зручний швидкістю переміщення між розетками. Він підійде людям, які не бажають займатися монтажем стаціонарних захисних пристроїв.

Залежно від потужності підключеної техніки, наявності проміжних захисних пристроїв та довжини електропроводки застосовують ПЗВ з різним граничним значенням диференціальних струмів.

Найбільш поширені в побуті захисні апарати з пороговим рівнем 10 мА, 30 мА та 100 мА. Цих приладів достатньо захисту більшості житлових і офісних приміщень.

Слід пам'ятати, що класичний ПЗВ не оберігає електропроводку від короткого замикання та не відключає силові контакти під час перевантаження мережі. Тому бажано використовувати ці прилади комплексно з іншими механізмами електрозахисту, наприклад, .

Класифікація захисних пристроїв

Незважаючи на простоту внутрішнього пристрою, вибір моделей ПЗВ на ринку досить великий. Кожен прилад має певний набір технічних параметрів, які неможливо настроїти під час експлуатації.

Виробник та розміри ПЗВ не впливають на можливість спільного використання в рамках однієї схеми. Їх можна монтувати у будь-якій комбінації

Для полегшення вибору ПЗВ слід розглянути варіанти класифікації цих пристроїв.

За швидкістю спрацьовуваннямеханізми ПЗВ поділяються на звичайні та селективні моделі. Перші відключають силові контакти практично миттєво, а другі – із затримкою. Селективні ПЗВ застосовують у багаторівневих системах, де важлива послідовність спрацьовування.
На вигляд релеПЗВ поділяють на електромеханічні, що розривають контакт механічним способом, та електронні, що запобігають подачі струму за допомогою напівпровідникової схеми.
На вигляд струму. ПЗВ типу AC відключається від витоку змінного струму, типу A – від змінного та постійного.
За додатковими функціями: без захисту від перевантажень мережі та з такої. ПЗВ із механізмом спрацьовування від короткого замикання або високого струму зазвичай називають дифавтоматами.
За конструкційним виконанням. Існують ПЗВ, що прикріплюються на DIN-рейку, стіну, а також прилади у вигляді розетки, переносного пристрою, адаптера.
За робочою напругоюКабіна: для 220В, 380В, комбіновані.
За енергозалежністю. Є моделі ПЗВ, здатні та нездатні відключати силове навантаження за відсутності робочої напруги.
За кількістю підключених полюсів: двополюсні та чотириполюсні.

Для правильного вибору ПЗВ мало знати його технічні характеристики. Щоб пристрій ефективно виконував свою захисну функцію, потрібно враховувати при його купівлі довжину домашньої електропроводки, потужність приладів, що підключаються, і деякі інші параметри.

Правила вибору захисних апаратів

Перед покупкою ПЗВ можна відвідати форуми електриків для пошуку поради щодо надійності того чи іншого виробника.

Однак підбирати максимальний та пороговий струм, кількість полюсів, схему кріплення та інші технічні параметри необхідно суворо індивідуально, виходячи з особливостей приміщення та електричного розведення.

Вибір приладу за потужністю

Пристрій захисного відключення не контролює енергоспоживання підключених приладів, але має обмеження по струму, що максимально пропускається.

Висновки та корисне відео на тему

Вибір ПЗВ із розглядом варіантів, а також пояснення особливостей різних схем їх підключення:

Правила вибору ПЗВ, частина 1:

Правила вибору ПЗВ, частина 2:

Вибір відповідного ПЗВ, особливо при монтажі дворівневих систем, краще довірити професіоналам.

Простіше один раз запросити в будинок досвідченого електрика і проконсультуватися у нього, ніж міняти товар, що не підійшов у магазині. Адже на кону стоїть здоров'я та життя близьких людей, які користуватимуться домашніми електроприладами.

Є, що доповнити, чи виникли питання щодо вибору захисного пристрою? Можете залишати коментарі до публікації, брати участь в обговореннях та ділитися власним досвідом підбору ПЗВ для дому чи квартири. Форма зв'язку перебуває у нижньому блоці.

Захисне відключення - електрозахисна міра, заснована на застосуванні швидкодіючих комутаційних апаратів, що відключають живлення електроустановки при виникненні в ній струму витоку на землю, або на захисний провідник, що могло бути викликане ненавмисним включенням людини в електричний ланцюг.

Пристрої, що реалізують захисне відключення, згідно з ГОСТ Р 53312-2009, що діє, називаються пристроями захисного відключення (ПЗВ).

В основі дії захисного відключення як електрозахисного засобу лежить принцип обмеження за рахунок швидкого відключення тривалості протікання струму через тіло людини при ненавмисному дотику його до елементів електроустановки, що знаходяться під напругою.

На малюнку 1.1 представлені граничні криві змінного струму промислової частоти (повідомлення Міжнародної енергетичної комісії (МЕК) 479, глава 2, 3-тє видання 1994 року), що характеризують вплив електричного струму на людину залежно

від тривалості його протікання. Необхідні пояснення до рисунку 1.1 наведено у таблиці 1.1.

Таблиця 1.1 Вплив електричного струму на організм людини

Позначення інтервалу АС змінного струму	Граничне значення струму в інтервалі	Фізіологічний вплив

	до 0,5 мА (пряма а)	Зазвичай без відчутного впливу
	від 0,5 мА до ламаної лінії b	Зазвичай без шкідливого фізіологічного впливу
	від ламаної лінії b до кривої c1	Зазвичай без органічного ушкодження. Можлива судома м'язів та проблеми з диханням, якщо струм протікає довше 2 с. Порушення серцевої діяльності без фібриляції серцевого м'яза спостерігається тільки при більш тривалому часі протікання та при більш високих значеннях струму
	вище кривої c1	Збільшується ймовірність виникнення таких небезпечних патологічних явищ, як зупинка дихання та тяжкі опіки.
		Ймовірність виникнення фібриляції серцевого м'яза 5%
		Ймовірність виникнення фібриляції серцевого м'яза приблизно 50%
	вище кривої c3	Ймовірність виникнення фібриляції серцевого м'яза вище 50%

Головним чинником, що зумовлює відсутність смертельного результату при поразці людини електричним струмом, є час протікання електричного струму.

У спеціальній літературі наводиться значення гранично допустимого твору струму, що протікає по тілу людини, та часу його протікання, що дорівнює 70 мА-с. При значеннях опору тіла людини 2000 Ом та напруги дотику 230 В величина струму, що протікає по тілу, становитиме 230/2000 = 0,115 А. Час протікання струму в цьому випадку не повинен перевищувати значення 0,6 с. У разі використання ПЗВ з номінальним вимикаючим диференціальним струмом, рівним lΔn=30 мА (рис. 1.1), значення часу відключення при торканні людиною струмопровідного провідника зазвичай знаходиться в межах від 10 до 30 мс, що гарантує високий ступінь безпеки.

ГОСТ Р 505713-94 (стандарт МЕК 60 364-4-41) встановлює вимоги щодо забезпечення захисту від ураження електричним струмом під час експлуатації будівель. Цей захист здійснюється застосуванням заходів, які повинні:

а) запобігти можливості протікання струму через тіло людини (ізоляція струмопровідних частин, рівняння потенціалів та інші);

б) обмежити величину струму, що протікає через тіло людини, до безпечного значення, шляхом використання систем безпечної наднизької напруги;

в) швидко відключити несправне електроустаткування від джерела живлення (запобіжники, автоматичні вимикачі, ПЗВ).

Відповідно до 413-го розділу МЕК 60 364-4-41 заходами для забезпечення захисту від непрямого дотику є:

Автоматичне відключення живлення за певний час (найбільший час, протягом якого має відбутися автоматичне відключення джерела живлення, нормується, виходячи з даних про вплив електричного струму на організм людини (рис. 1.1));

Застосування електроустаткування класу II або з рівноцінною ізоляцією;

застосування ізолюючих (непровідних) приміщень, зон, майданчиків;

використання незаземленої системи місцевого зрівнювання потенціалів;

Електричний поділ ланцюгів (за допомогою трансформатора, що розділяє, або джерела живлення, рівноцінного йому за ступенем забезпечення електробезпеки).

Захист за допомогою автоматичного відключення живлення у встановлений час може бути використаний у системах заземлення типів TN, TT та IT.

Відповідно до ГОСТ Р50571.2.94 (МЕК 364-3-93) у позначенні системи заземлювального пристрою перша буква I або Т характеризує режим нейтралі трансформатора (генератора). Літера I означає, що мережа із ізольованою нейтраллю (нейтраль трансформатора ізольована від землі або пов'язана із землею через дуже великий опір або розрядник). Літера Т означає, що нейтраль трансформатора має глухе заземлення.

Друга літера в позначенні системи характеризує тип з'єднання із землею невідповідних частин (корпусу) електроустановки, доступних дотику, які можуть бути випадково під напругою. Літера Т означає пряме з'єднання відкритих провідних частин (корпусів) електроустановки із землею без зв'язку їх із нульовим багаторазово заземленим проводом, без зв'язку їх із нейтраллю трансформатора.

Літера N вказує на приєднання невідповідних частин (корпусів) електроустановки із заземленою нейтраллю (з нульовим багаторазово заземленим проводом) за допомогою PEN- або PE-провідників.

Наступні букви характеризують пристрій нульового захисного та нульового робочого провідників. Літера С означає, що функції нульового захисного та нульового робочого провідників об'єднані в одному провіднику (PEN-провіднику), літера S – функції нульового захисного та нульового робочого провідника забезпечуються роздільними провідниками (табл. 1.2).

Умовні графічні зображення на електричних схемах нульових робітників та нульових захисних провідників наведено в таблиці 1.2.

Мал. 1.2.

Система заземлення та занулення TN-S має N-провідник та PE-провідник, які працюють окремо по всій системі. У цій системі пристрій захисного вимкнення може встановлюватись у будь-якій точці мережі. Однак при цьому у трифазних мережах змінного струму для реалізації системи TN-S потрібно у всій мережі з глухо заземленою нейтраллю із зануленням від трансформатора (генератора) до електроприймача застосовувати п'ятипровідні лінії (рис. 1.2). Це робить систему TN-S більш дорогою та складною.

Провідник N, що вводиться всередину електроустановки, підключається до нейтральної точки навантаження з метою вирівнювання напруги на фазах навантаження і для каналізації робочого струму в нульовому дроті. РЕ-провідник підключається до корпусу навантаження та є нульовим захисним провідником.

Система заземлення та занулення TN-C-S є комбінацією систем заземлення TN-C та TN-S, у якій PEN-провідник використовується лише у мережі загального користування. У якійсь точці мережі PEN-провідник поділяється на два провідники РЕ-провідник та N-провідник. Після точки поділу РЕ- і N-провідники забороняється з'єднувати (об'єднувати), N-провідник ізолюється від корпусу, при цьому передбачаються роздільні затискачі або шини для РЕ-провідника та N-провідника. Поділ PEN-провідника в системі TN-C-S зазвичай здійснюється на введенні в електроустановку. У точці поділу PEN-провідник заземлюється повторний контур заземлення (рис. 1.3).

До PEN-провідника пред'являються такі вимоги в системі TN-C-S:

Перетин мідного провідника має бути не менше 10 мм2;

Перетин алюмінієвого провідника має бути не менше 16 мм2;

Електроустановки з PEN-провідником не повинні бути оснащені ПЗВ, що реагують на диференціальний струм. Пристрої захисного відключення можуть бути встановлені лише після поділу PEN-провідника з боку електроприймачів.

Слід зазначити, що система TN-C-S є найбільш перспективною для практичного застосування, оскільки вона дозволяє застосувати ПЗВ при використанні роздільних РЕ- та N-провідників, що дає можливість забезпечити більш високий рівень електробезпеки порівняно з системою TN-С, а в існуючих електричних мережах не потрібна реконструкція.

В системі заземлення TT нейтраль трансформатора або генератора глухо заземлена, а відкриті струмопровідні частини корпусу обладнання приєднані до заземлювача, незалежного від заземлювача нейтралі джерела живлення (рис. 1.4). У цій системі заземлювальні пристрої виконуються без зв'язку між собою, таких пристроїв може бути декілька. Ця система застосовується в електромережах напругою 110 кВ і вище, коли електроенергія передається на великі відстані по трипровідній трифазній лінії, а заземлювальні пристрої виконуються «власні» на кожній підстанції, що підвищує або знижує.

Мал. 1.3.

У деяких випадках за ГОСТ Р50669 рекомендується використовувати цю систему при проектуванні, монтажі та експлуатації електроустановок будівель та приміщень з металу (кіоски, павільйони тощо), де існує металевий зв'язок між джерелом та електроприймачем. Це правило поширюється і на електроприймачі пересувних установок від автономних пересувних джерел живлення, де є металевий зв'язок корпусів електрообладнання.

Захист від надструмів, що використовується в мережах системи ТТ, TN та IT, у частині забезпечення електробезпеки має ряд технічних недоліків, наприклад:

а) у ряді випадків доводиться обмежувати потужність споживання електроприймачів для того, щоб забезпечити потрібне опір заземлювального пристрою RA або повного опору ланцюга замикання ZA;

Мал. 1.4.

б) якщо значення ZA або RA у місці пошкодження недостатньо малі, то на відкритих провідних частинах може з'явитися небезпечна напруга дотику. При невеликому значенні струму пошкодження час вимкнення великий. Протягом цього часу на відкритій провідній частині є небезпечна напруга дотику, а захисний провідник здійснює винесення потенціалу на інші відкриті провідні частини;

в) у мережах системи TN-C на відкритих провідних частинах з'являється фазна напруга у випадках:

Заміни провідника PEN на фазний;

Обрив провідника PEN;

г) при заміні апарату захисту на апарат з великим номінальним струмом, виконаним некваліфікованим персоналом, час відключення пошкодженої ділянки може перевищувати допустиме або відключення може взагалі не відбутися;

д) захист від безпосереднього дотику до струмоведучих частин не забезпечується.

Крім того, виконання вимог, що забезпечують електробезпеку в мережі системи ТТ за допомогою запобіжників або автоматичних вимикачів практично не реалізується. Тому в

таких мереж повинні використовуватися ПЗВ. У свою чергу, в мережах систем TN та IT із введенням у дію стандарту МЕК 60 364-4-41 посилюються вимоги до часу відключення захисними апаратами пошкодженої ділянки мережі. Для випадків, коли реалізація збільшення перерізів провідників утруднена, стандарт чітко визначає альтернативне рішення – використання ПЗВ.

Пристрій захисного відключення є превентивним електрозахисним заходом та у поєднанні з сучасними системами заземлення (TN-S, TN-C-S, ТТ) забезпечує високий рівень електробезпеки під час експлуатації електроустановок.

Принцип роботи ПЗВполягає в тому, що воно постійно контролює вхідний сигнал і порівнює його з наперед заданою величиною (уставкою). Якщо вхідний сигнал перевищує вставку, пристрій спрацьовує і відключає захищену електроустановку від мережі. Як вхідні сигнали пристроїв захисного відключення використовують різні параметри електричних мереж, які несуть у собі інформацію про умови ураження людини електричним струмом.

Усі ПЗВ на вигляд вхідного сигналу класифікують на кілька типів (рис. 1.5).

Мал. 1.5.

Крім того, ПЗВ можуть класифікуватися за іншими критеріями, наприклад, конструктивного виконання.

Основними елементами будь-якого пристрою захисного відключення є датчик, перетворювач та виконавчий орган.

Принцип дії ПЗВ диференціального типузаснований на застосуванні векторного електромагнітного суматора струмів - диференціального трансформатора струму. Порівняння поточних значень двох і більше (у чотириполюсних ПЗВ - чотирьох) струмів по амплітуді та фазі найбільше ефективно, тобто з мінімальною похибкою, здійснюється електромагнітним шляхом - за допомогою диференціального трансформатора струму (рис. 1.6).

Конструктивно диференціальні ПЗВ поділяються на два типи:

Електромеханічні ПЗВ, що функціонально не залежать від напруги живлення. Джерелом енергії, необхідної для функціонування таких ПЗВ – виконання захисних функцій, включаючи операцію відключення, є сам вхідний сигнал – диференціальний струм, на який воно реагує;

Електронні ПЗВ, що функціонально залежать від напруги живлення. Їх механізм виконання операції відключення потребує енергії, одержуваної або від контрольованої мережі, або від зовнішнього джерела.

Застосування пристроїв, що функціонально залежать від напруги живлення, більш обмежене через їх меншу надійність і схильність до впливу зовнішніх факторів. Однак основною причиною меншого поширення таких пристроїв є їх непрацездатність при найпоширенішій і найбільш небезпечній за умовами ймовірності електроураження несправності електроустановки, а саме - при обриві нульового провідника в ланцюзі до ПЗВ у напрямку до джерела живлення. І тут електронне ПЗВ, які мають харчування, не функціонує, але в електроустановку по фазному провіднику виноситься небезпечний життя людини потенціал.

До магнітопроводу трансформатора струму електромеханічного ПЗВ пред'являються надзвичайно високі вимоги щодо якості: висока чутливість, лінійність характеристики намагнічування, температурна і тимчасова стабільність і т. д. залізо.

Найважливішим функціональним блоком ПЗВ (рис. 1.6) є диференціальний трансформатор струму 1. В абсолютній більшості ПЗВ, що виробляються та експлуатуються в даний час у всьому світі, як датчик диференціального струму використовується саме трансформатор струму. У літературі з питань конструювання та застосування ПЗВ цей трансформатор іноді називають трансформатором струму нульової послідовності (ТТНП), хоча поняття «нульова послідовність» застосовується лише до трифазних кіл і використовується при розрахунках несиметричних режимів багатофазних ланцюгів.

Пусковий орган (пороговий елемент) 2 виконується, як правило, на чутливих магнітоелектричних реле прямої дії або електронних компонентах. Виконавчий механізм 3 включає силову контактну групу з пружинним механізмом приводу.

У нормальному режимі, за відсутності диференціального струму - струму витоку, в силовому ланцюгу по провідникам, що проходять крізь вікно магнітопроводу і утворюють зустрічно включені первинні обмотки диференціального трансформатора струму 1, робочий струм протікає навантаження I1 = I2. Струм I1 протікає до навантаження, I2 - від навантаження.

Рівні струми у зустрічно включених обмотках наводять у магнітному сердечнику трансформатора струму, рівні за значенням, але протилежно спрямовані магнітні потоки Ф1 та Ф2. Результуючий магнітний потік виявляється рівним нулю, отже, струм у вторинній обмотці диференціального трансформатора також не буде. При цьому пусковий орган 2 знаходиться у стані спокою.

При дотику людини до відкритих струмопровідних частин або корпусу електроприймача, який в результаті пробою ізоляції опинився під напругою, по фазному провіднику через ПЗВ, крім струму навантаження I1, потече додатковий струм ΔI (струм витоку), що є для трансформатора струму диференційним (різниця). Нерівність струмів у первинних обмотках – I1 + ΔI у фазному провіднику та I2 = I1 у нульовому робочому провіднику – викликає небаланс магнітних потоків і, як наслідок, виникнення у вторинній обмотці трансформованого диференціального струму. Якщо цей струм перевищує задане значення струму порогового елемента пускового органу 2, останній спрацьовує і впливає на виконавчий механізм 3. Виконавчий механізм, що зазвичай складається з пружинного приводу, механізму спуску і групи силових контактів, розмикає електричний ланцюг. В результаті електроустановка, що захищається ПЗВ, знеструмлюється.

Мал. 1.6.

Для здійснення періодичного контролю справності (працездатності) ПЗВ передбачено ланцюг тестування 4. При натисканні кнопки «Т» штучно створюється ланцюг протікання диференціального струму, що відключає. Спрацьовування ПЗВ у цьому випадку означає, що пристрій загалом справний.

Основними параметрами, за якими підбирається те чи інше ПЗВ, є: номінальний струм навантаження, тобто робочий струм електроустановки, який протікає через нормально замкнуті контакти ПЗВ у черговому режимі; Номінальна напруга; уставка; час спрацьовування пристрою.

Номінальна напруга (Un) - значення напруги, встановлене виробником ПЗВ, у якому пристрій працездатний. Зазвичай 220 або 380 В. Рівність напруги в мережі та номінальної напруги ПЗВ дуже важлива для електронних ПЗВ. Від цього залежить його працездатність.

Номінальний струм (In) – максимальний струм, при якому ПЗВ зберігає свою працездатність тривалий час. Номінальний струм ПЗВ вибирається з ряду: 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 63, 80, 100, 125 А. Оскільки ПЗВ має бути захищене послідовним захисним пристроєм (ПЗП), номінальний струм навантаження ПЗВ повинен бути номінальним струмом ПЗП. Номінальний струм навантаження ПЗВ повинен дорівнювати або на ступінь вище номінального струму послідовного захисного пристрою. Це означає, що, наприклад, ланцюг, що захищається автоматичним вимикачем з номінальним струмом навантаження 25 А, має бути встановлено ПЗВ з номінальним струмом 40 А (див. табл. 1.3).

Доцільність такої вимоги можна пояснити найпростішим прикладом. Якщо ПЗВ та автоматичний вимикач мають рівні номінальні струми, то при протіканні струму, що перевищує номінальний, наприклад, на 45 %, тобто струму перевантаження, цей струм буде відключений автоматичним вимикачем за годину до однієї години. Це означає, що цей період ПЗВ буде перевантажено. Номінальний не відключає диференціальний струм ПЗВ дорівнює половині значення струму уставки. Це означає, що реальне значення диференціального струму, при якому ПЗВ спрацьовує, знаходиться в діапазоні від половини до цілого значення номінального струму, що відключає. При цьому кожен конкретний пристрій має, як правило, певне стабільне значення струму, що відключає, що знаходиться в зазначеному діапазоні. Проектувальники та користувачі ПЗВ повинні, щоб уникнути помилкових відключень, враховувати дану обставину та зіставляти реальне значення відключаючого струму з «фоновим» струмом витоку в електроустановці.

Номінальний відключає диференціальний струм (Idn) - струм витоку. Основна характеристика ПЗВ. Це значення показує величину диференціального струму, вказане при якому ПЗВ має спрацьовувати за заданих умов. Номінальний відключає диференціальний струм ПЗВ вибирається з наступного ряду: 6, 10, 30, 100, 300, 500 мА. Уставку ПЗВ для кожного конкретного випадку застосування вибирають з урахуванням наступних факторів:

Значення існуючого в даній електроустановці сумарного (з урахуванням стаціонарних і переносних електроприймачів, що приєднуються) струму витоку на землю - так званого «фонового струму витоку»;

Значення допустимого струму через людину з урахуванням критеріїв електробезпеки;

Реального значення відключає диференціального струму

ПЗВ, яке відповідно до вимог ГОСТ Р 50807-94 знаходиться в діапазоні (0,5-1) IΔn. Відповідно до вимог ПУЕ

(п. 7.1.83), номінальний диференціальний відключаючий струм ПЗВ повинен бути не менше ніж у три рази більше сумарного струму витоку ланцюга електроустановки, що захищається (IΔ), тобто IΔn > 3 ⋅ IΔ.

Сумарний струм витоку електроустановки заміряється спеціальними приладами або визначається розрахунковим шляхом. Рекомендовані значення на основі критеріїв електробезпеки номінального відключаючого диференціального струму - IAn (уставки) ПЗВ для діапазону номінальних струмів (16-80) А наведено в таблиці 1.4.

У деяких випадках для певних споживачів значення уставки визначається нормативними документами. У ГОСТ Р 50669-94 стосовно будівель з металу або з металевим каркасом задається значення уставки ПЗВ не вище 30 мА. Тимчасові вказівки: для сантехнічних кабін, ванних і душових встановлювати ПЗВ зі струмом спрацьовування: 10 мА, якщо на них виділена окрема лінія. В інших випадках (наприклад, при використанні однієї лінії для сантехнічної кабіни, кухні та коридору) допускається використовувати ПЗВ зі уставкою 30 мА. В індивідуальних житлових будинках для групових ланцюгів, що живлять штепсельні розетки всередині будинку, включаючи підвали, вбудовані та прибудовані гаражі, а також у групових мережах, що живлять ванні кімнати, душові та сауни ПЗВ зі уставкою 30 мА.

Відповідно до ПУЕ ( п. 1.7.177) у тваринницьких приміщеннях, у яких відсутні умови, що вимагають виконання вирівнювання потенціалів, має бути виконаний захист за допомогою

ПЗВ з номінальним відключаючим диференціальним струмом не менше 100 мА, що встановлюються на вступному щитку.

Номінальний умовний струм короткого замикання (Inc) - характеристика, що визначає надійність та міцність пристрою, якість виконання його механізму та електричних з'єднань при протіканні надструму (струму короткого замикання в мережі), значення цього параметра перевіряється при сертифікаційних випробуваннях. Ще цей параметр називають "стійкість до струму короткого замикання". Автомат, який захищає ланцюг, спрацює на відключення, але це станеться через 10 мс. За цей час ПЗВ перебуватиме під впливом надструму, якщо воно зберігає працездатність, то його якість вважається високою. Значення номінального струму короткого замикання стандартизовані і дорівнюють: 3000, 4500, 6000 і 10000 А. Мінімально допустиме значення - 3000 А. Для ПЗВ типів S і G (з затримкою спрацьовування) висуваються підвищені вимоги до струму короткого замикання. Їх встановлюють на введенні, і вони перебувають під впливом надструму більш тривалий час.

Номінальна комутаційна здатність (Im) - відповідно до вимог, повинна бути не менше, ніж у 10 разів більше номінального струму або дорівнює 500 А. Якісні пристрої мають, як правило, набагато більш високу комутаційну здатність - 1000, 1500 А. Такі пристрої надійніші, та в аварійній ситуації, наприклад, при короткому замиканні на землю, ПЗВ, випереджаючи автомат захисту, гарантовано відключають електроустановку.

Номінальний час відключення (tn) - проміжок часу між моментом раптового виникнення диференціального струму, що відключає, і моментом гасіння дуги на всіх полюсах. Стандартами встановлено гранично допустимий час відключення ПЗВ – 0,3 с. Насправді сучасні якісні ПЗВ мають швидкодію близько 20-30 мс. Це означає, що ПЗВ – «швидкий» вимикач, тому на практиці можливі ситуації, коли ПЗВ спрацьовує раніше апарату захисту та відключає як струми навантаження, так і надструми.

Додаткові технічні характеристики ПЗВ:

1. Показник якості виготовлення. Номінальний струм короткого замикання (Inc) - один з основних параметрів ПЗВ, що характеризує насамперед якість виробу. Вказане заводом-виробником значення цього параметра перевіряється під час сертифікаційних випробувань пристрою. Сенс випробування полягає у визначенні термічної та електродинамічної стійкості виробу при протіканні надструмів. При випробуванні на спеціальному стенді створюється ланцюг із потужного джерела та навантаження, що забезпечує протікання заданого надструму з ряду: 3; 4,5; 6; 10 кА. Випробувальний струм не досягає заданого значення, оскільки відключається раніше послідовно увімкненим захисним апаратом з нормованою уставкою. Як правило, для цієї мети застосовуються плавкі вставки у вигляді срібних провідників каліброваного перерізу. Значення Inc, як найважливішого параметра ПЗВ, має бути обов'язково наведено на лицьовій панелі пристрою, або у супровідній технічній документації на ПЗВ. Для ПЗВ типів S і G пред'являються підвищені вимоги за цим параметром, оскільки передбачається, що, по-перше, ПЗВ цього типу встановлюються на головній ділянці мережі, де струми короткого замикання, природно, вище, по-друге, такі пристрої, маючи затримку по спрацьовування можуть перебувати під впливом аварійних струмів більш тривалий час.

2. Показник якості виготовлення. Номінальний диференціальний струм короткого замикання (IDc) - параметр аналогічний розглянутому Inc. Головною відмінністю є те, що надструм протікає по одному провіднику ПЗВ і випробування проводяться при включенні випробувального струму по черзі окремими полюсами ПЗВ.

3. Граничне значення невідключаючого надструму (Inm) - даний параметр характеризує здатність ПЗВ не реагувати на симетричні струми короткого замикання та перевантаження і є важливим показником якості пристрою. Неправильно вважати, що це струм, при якому ПЗВ має здійснювати відключення. Нормативи визначають мінімальне значення струму, що не відключає, рівне шестикратному значенню номінального струму навантаження, тобто Inm = 6-In. Максимальне значення надтоку, що не відключає, не нормується і може мати значення, набагато перевищують 6 In.

4. Номінальна здатність, що включає і відключає (коммутаційна здатність) - (Im) - Комутаційна здатність залежить від рівня технічного виконання пристрою - якості силових контактів, потужності пружинного приводу, матеріалу (пластмасових або металевих деталей) і якості механізму, наявності дугогасної камери та ін. Цей параметр значною мірою визначає надійність ПЗВ. У деяких аварійних режимах ПЗВ має здійснити відключення надструмів, випереджаючи автоматичний вимикач, при цьому воно має зберегти свою працездатність.

5. Номінальна включаюча і відключаюча здатність по диференціальному струму (IDm) - дана характеристика аналогічна розглянутій вище Im з тією різницею, що передбачається перебіг диференціального надструму, наприклад, при короткому замиканні на корпус електроприймача в системі TN-C-S.

За умовами функціонування диференціальні ПЗВ поділяються такі типи: АС, А, У, S і G.

ПЗВ типу АС - пристрій захисного відключення, що реагує на змінний синусоїдальний диференціальний струм, що виникає раптово або повільно зростає.

ПЗВ цього типу застосовуються в системах, де можливий синусоїдальний струм витоку на землю. Вони не чутливі до імпульсних диференціальних струмів з піковим значенням до 250А (форма хвилі 8/20 pS), які можуть виникнути, наприклад, при накладенні перенапруги при включенні люмінесцентних ламп, рентгенівського обладнання, систем обробки інформації, тиристорних перетворювачів.

Стандартні значення максимально допустимого часу відключення ПЗВ типу АС за будь-якого номінального струму навантаження і заданих нормами значення диференціального струму не повинні перевищувати наведені в таблиці 1.5.

Максимальний час відключення, встановлений у таблиці 1.5, поширюється також на ПЗВ типу А. При цьому випробування ПЗВ типу А проводять при значеннях струмів iΔn, 2lΔn, 5lΔn та 500 А з коефіцієнтом 1,4 (при IΔn > 0,01 А) та с коефіцієнтом 2 (при IΔn

ПЗВ типу А - пристрій захисного відключення, що реагує на змінний синусоїдальний диференціальний струм і постійний пульсуючий диференціальний струм, що виникають раптово, або повільно зростають.

ПЗВ цього типу не чутливі до імпульсних витоків з піковим значенням струму до 250 А (форма хвилі 8/20 pS). Вони призначені для використання в установках, де є електронні випрямлячі та фазоімпульсні регулятори фізичної величини (швидкості, температури, інтенсивності освітлення) класу ізоляції I, які отримують живлення безпосередньо з електромережі без використання трансформатора (клас ізоляції II, за своїм визначенням, не допускає витоку на землю ). ПЗВ типу А здатні розпізнавати пульсуючі струми замикання на землю з постійною складовою, які можуть виникати у подібних схемах.

ПЗВ типу В - пристрій захисного відключення, що реагує на змінний, постійний та випрямлений диференціальні струми.

ПЗВ даного типу придатні для захисту установок від пульсуючого постійного або синусоїдального струму витоку, а також постійного струму витоку. Здатні розпізнавати постійний струм витоку з невеликою пульсацією. Їх рекомендується використовувати для захисту електродвигунів та інверторних приводів насосів, ліфтів, текстильних та обробних верстатів.

ПЗВ типу G- пристрій захисного відключення з короткочасною витримкою часу.

Для електричних споживачів, що викликають при включенні короткочасні високі диференціальні струми (наприклад, перехідні струми, що протікають через конденсатор перешкоди тиску між фазним проводом і проводом РЕ), можуть відбуватися небажані спрацьовування ПЗВ без витримки часу, якщо диференціальний струм перевищує розрахунковий відключає диференціал.

Для таких випадків, коли усунення подібних джерел перешкод неможливе або можливе лише частково, можуть застосовуватися ПЗВ з короткочасною витримкою спрацьовування.

Ці пристрої мають час спрацьовування більше 10 мс, тобто вони не повинні спрацьовувати за імпульсу струму тривалістю 10 мс. При цьому витримуються умови спрацьовування згідно DIN VDE 0664 частина 1. Пристрої мають імпульсну стійкість 3 кА, що перевищує вимоги DIN VDE 0664. Пристрої захисного відключення з короткочасною витримкою спрацьовування позначаються маркуванням G.

Граничні значення часу відключення ПЗВ типу G залежно від величини струму IAn наведено у таблиці 1.6.

ПЗВ типу S - пристрій захисного відключення, селективний (з витримкою часу відключення). Селективність ПЗВ означає, що з послідовно включених у ланцюг пристроїв спрацьовує тільки те, що розташоване ближче до місця пошкодження. Мета селективності – виключення небажаних відключень наступних ПЗВ.

Для всіх наведених вище типів ПЗВ їхня селективна робота неможлива. Для того щоб домогтися селективності при послідовному включенні ПЗВ, ці пристрої повинні відрізнятися як по витримці часу спрацьовування, так і по розрахунковому диференціальному струму, що відключає. Для селективних ПЗВ передбачено маркування S. Стандартні значення припустимого часу відключення та не відключення для ПЗВ типу S при будь-якому номінальному струмі навантаження понад 25 А та значення номінального відключаючого диференціального струму понад 0,03 А не повинні перевищувати наведених у таблиці 1.7.

З таблиць 1.4-1.7 випливає:

ПЗВ для загального застосування без затримки спрацьовування та ПЗВ типу G мають однакові верхні граничні значення часу відключення. ПЗВ цих типів повинні відключитися не пізніше 0,3 с після виникнення відключає диференціального струму Idn, а пристрої селективного типу - не пізніше 0,5 с;

У ПЗВ для загального застосування відсутня нижня межа часу спрацьовування;

ПЗВ із затримкою спрацьовування має певний час не відключення, коли пристрій знаходиться в стані очікування. Очевидно, що ПЗВ із затримкою спрацьовування можна використовувати для виключення помилкових спрацьовувань під впливом короткочасних зовнішніх впливів (перенапруг, різних перешкод, комутацій електроприймачів).

До ПЗВ також висувається вимога, що полягає в тому, що робочий діапазон спрацьовування пристрою повинен знаходитися в межах від 50-100% струму 1Ап.

Параметр, званий «стійкість до імпульсного струму», визначає найбільшу величину максимального миттєвого значення струму (ударний струм) у робочих провідниках, при якому ПЗВ не повинно працювати. Наприклад, якщо у ПЗВ загального застосування без затримки відключення стійкість до імпульсного струму становить 250 А, то у разі наявності ударного струму при комутації електроспоживача, що перевищує зазначене значення, може статися помилкове відключення ПЗВ. Спрацьовування відбудеться через несиметричне розташування проводів у вікні підсумовує трансформатора струму. Очевидно, що ПЗВ із затримкою спрацьовування відрізняється підвищеною стійкістю до ударного струму в робочих провідниках.

Для забезпечення селективності двох послідовно включених у ланцюг ПЗВ їх графічно зображені час струмові характеристики спрацьовування не повинні мати загальних точок. Час струмові характеристики ПЗВ різних типів (G, S та загального застосування) представлені на малюнку 1.7. З малюнка 1.7 видно, що розташування ПЗВ типу S із зазначеними на малюнку параметрами ближче до джерела живлення забезпечить селективну роботу пристроїв, що включені в радіальну схему мережі на ділянках, розташованих далі від джерела живлення.

Для забезпечення селективної роботи послідовно включених до ланцюга ПЗВ у всіх випадках (незалежно від значень диференціальних струмів при пошкодженнях в мережі) потрібно виконання двох умов:

1. ПЗВ, розташоване ближче до джерела живлення, має бути типу S. При цьому досягається селективність за часом.

Мал. 1.7. Часові характеристики ПЗВ типу G, S та загального застосування

2. Значення номінального відключаючого диференціального струму ПЗВ типу S повинно бути не менше потрійного значення номінального відключаючого диференціального струму ПЗВ типу G або загального застосування, розташованих далі від джерела живлення, тобто:

IΔnS ³ 3·IΔnG.

Необхідно відзначити, що ПЗВ призначені, перш за все, для захисту електричних кіл від витоків струмів на «землю» і ніяк не можуть бути використані як «автомати» - для захисту від коротких замикань. Більше того, ПЗВ саме має бути забезпечене захистом від надструмів та струмових перевантажень.

В даний час вітчизняною та зарубіжною промисловістю випускається цілий ряд ПЗВ різного призначення. З вітчизняних фірм споживачам відомі ставропольський завод "СІГНАЛ", фірма "АСТРО-УЗО", фірма ВАТ "КОНТАКТОР", Інтерелектрокомплект. Крім того, широко використовуються ПЗВ відомих зарубіжних фірм, таких як Siemens, ABB, SchneiderElectric, Legrand, Hager, EKF, AEG, Circutor-GEPower та ін.

Французький концерн SchneiderElectric пропонує російським покупцям відразу дві гами пристроїв даного класу – багатофункціональну серію Multi 9 марки MerlinGerin та серію пристроїв, спеціально призначених для обладнання житлових будівель – «Домовий».

Свою назву гама отримала, тому що 9 мм - стандартна ширина додаткового контакту або половина ширини автоматичного вимикача, а приставка "мульти" говорить про велику номенклатуру виробів, що встановлюються на DIN-рейку.

ПЗВ серії Multi 9 миттєвої дії (тип ID) на струми 16-125 А призначені для відключення ланцюга (вручну та автоматично) у разі пошкодження ізоляції між фазою та землею, коли струм витоку більш або дорівнює 10, 30, 300, 500 мА.

ПЗВ типу ID миттєвої дії застосовуються в розподільчих мережах адміністративних та промислових будівель. Відбудовується від короткочасних, нестійких, випадкових перенапруг (пробою через пил, комутаційні перенапруги, грозові розряди і т. д.) та роботи високочастотного обладнання.

Більшість промислових електричних установок створюють чи передають перешкоди. Крім того, повітряні мережі, що живлять їх, як правило, піддаються дії атмосферних збурень, а самі пристрої ПЗВ можуть бути чутливі до грозових розрядів. Насправді, залежно від віддаленості джерела перешкод, мережа низької напруги може мати вплив:

Перенапруги, що виникає між струмопровідними проводами та землею, коли перешкода йде на землю значно вище за пристрій ПЗВ (рис. 1.8, а);

Струм перевантаження, що визначається пристроєм ПЗВ, що виникає в результаті пробою нижче ПЗВ (рис 1.8, в).

Мал. 1.8.

Необхідно відзначити, що ПЗВ типу «S» дозволяє виконати селективний ланцюг з лініями, що відходять, з диференціальними вимикачами навантаження на 10 і 30 мА (рис. 1.9, г).

Застосування в мережі ПЗВ типу «S» та «Si» дозволяє забезпечити її стійкість до впливу на ланцюги захисту: струмів витоку частотою 50-60 Гц (мікрокомп'ютери та інші електронні пристрої); перехідних струмів витоку (підключення ланцюга з ємнісним небалансом); високочастотних струмів витоку (тиристорні випрямлячі з фільтрами, що мають конденсатори); струмів, що у результаті грозового розряду. В результаті застосування даних типів ПЗВ, мінімізується число випадків помилкових спрацьовувань ділянок мережі, що захищаються.

Залежно від призначення та умов застосування ПЗВ серії Multi 9 комплектуються різного типу допоміжними електричними пристроями. Допоміжні електричні пристрої дозволяють здійснювати дистанційне відключення та сигналізацію стану ПЗВ. Вони монтуються зліва від ПЗВ (рис. 1.10).

ПЗВ із вбудованим максимальним струмовим захистом є комбінацією двох захисних пристроїв - ПЗВ та автоматичного вимикача (АВ). Позначення таких пристроїв, що використовуються в зарубіжній літературі, - RSBO (англійське позначення), FI/LS або DI/LS (німецьке позначення).

Мал. 1.9. : а - двополюсне типу ID; б - чотириполюсне типу ID; в - двополюсне типу Si; г – схема підключення селективного ПЗВ типу S

Мал. 1.10.

Вбудований максимальний струмовий захист здійснює захист від надструмів як контактів ПЗВ, так і електричного ланцюга. Механізм відключення вбудованого АВ, що забезпечує захист від надструмів, використовується також для відключень, що виробляються ПЗВ. Технічні дані ПЗВ є комбінацією параметрів ПЗВ (номінальний відключає диференціальний струм та інші) і АВ (номінальний струм, відключає здатність і т. д.). Характеристики відключення вбудованого захисного АВ та ПЗВ (Idn = 30 мА) представлені на малюнку 1.11.

Мал. 1.11. Часові характеристики ПЗВ (1Ап = 30 мА) з вбудованим автоматичним вимикачем

Автоматичний диференціальний вимикач-моноблок DPN NVigi серії Multi 9 (рис. 1.12) є комбінацією двох захисних пристроїв ПЗВ та АВ дозволяє реалізувати:

Комплексний захист ланцюгів від коротких замикань, перевантажень та пошкоджень ізоляції;

Захист людей від ураження електричним струмом при прямих (30 мА) контактах із струмопровідними частинами;

Захист електроустановки від ризику пожежі;

Селективність захисту при каскадному з'єднанні апаратів на струми витоку 30 мА та 300 мА.

У Європейському економічному співтоваристві відповідно до європейського стандарту EN 61008-1 на диференціальні вимикачі навантаження стосовно нормативних документів та технічної літератури загальноприйняті такі скорочення: ID - Франція, RCCD's - Англія.

Характеристики:

Кількість полюсів: 1+N;

Номінальний струм: 6-30 А за 30 °С;

Номінальна напруга: ~230 В;

Струм відключення: 6000 А;

Миттєве замикання;

Мал. 1.12. Диференціальний автоматичний вимикач DPN NVigi струм витоку 30 мА миттєвої дії

На території РФ визначення, технічні вимоги та методи випробувань на аналогічні пристрої загального типу містяться в ГОСТ Р 51326.1-99 (МЕК 61008-1-96). У цьому стандарті прийнято скорочене позначення АВ, керованих диференціальним струмом побутового та аналогічного призначення без вбудованого захисту від надструмів - ВДТ.

ВДТ призначені для захисту людей при непрямому контакті з відкритими провідними частинами електроустановок, з'єднаними з відповідним заземлюючим пристроєм електроустановок будівель та аналогічного застосування. Вони можуть бути використані для забезпечення захисту від пожеж, що виникають внаслідок тривалого перебігу струму ушкодження.

ВДТ, що мають номінальний відключає диференціальний струм не більше 30 мА, можуть бути також використані як засіб додаткового захисту у разі відмови захисних пристроїв, призначених для захисту від ураження електричним струмом.

Стандарт поширюється на ВДТ з номінальними напругами, що не перевищують 440 В змінного струму, і номінальними струмами, що не перевищують 125 А, що виконують одночасно функцію виявлення диференціального струму, порівняння його зі значенням диференціального струму спрацьовування і відключення цепи, що захищається, у випадку, коли значення.

На відміну від ВДТ, керований диференціальним струмом АВ, призначений для виконання функцій захисту від надструмів, визначено у 3.3.3. ГОСТ Р 51326.1-99 як автоматичний вимикач, керований диференціальним струмом, із вбудованим захистом від надструмів (АВДТ).

Вітчизняною промисловістю під торговою маркою ІЕК (IEK – виробник «ІНТЕРЕЛЕКТРОКОМПЛЕКТ») випускаються: вимикачі диференціальні ВД1-63; диференціальні автомати АД12, АД14, АД12М; автоматичні вимикачі диференціального струму серії АВДТ-32

Вимикач диференціальний ВД1-63 (рис. 1.13) призначений для захисту людини від ураження електричним струмом при випадковому ненавмисному дотику до струмоведучих частин електроустановок при пошкодженнях ізоляції (уставка - 10 мА, 30 мА, 100 мА). Єдиний захист від ураження електричним струмом при прямому однофазному дотику до струмоведучих частин електроустановки. ВД1-63 зі уставкою спрацьовування 300 мА та 500 мА призначені для запобігання загорянню та пожежам внаслідок протікання струмів витоку на землю.

При використанні ВД1-63 необхідно послідовно з ним включати автоматичний вимикач ВА 47-29 або ВА 47-100 (аналогічного або меншого номіналу), оскільки функціонально ВД1-63 не передбачає захисту від надтоку короткого замикання та перевантаження.

Переваги:

електромеханічна схема без електронних компонентів;

Не має власного споживання електроенергії та зберігає працездатність при обриві нульового провідника;

Модульне виконання заощаджує простір у розподільчому щиті та значно полегшує процедуру монтажу;

Тестуючий ланцюг зберігає працездатність у широкому діапазоні напруг від 110 до 265 В (двополюсний), від 200 до 460 В (чотирьохполюсний);

Висока механічна зносостійкість;

Варіанти виконання на вісім номінальних струмів;

Широкий діапазон робочих температур від -25 до +50°С.

У таблиці 1.8 наведено технічні характеристики ВД1-63.

Диференціальний автомат АД-12/14 – швидкодіючий захисний вимикач. Завдяки високій швидкодії, диференціальні автомати зі уставкою спрацьовування 10 мА та 30 мА

забезпечують ефективний захист людини від ураження електричним струмом у разі його дотику до струмоведучих частин або елементів електроустаткування, що опинилося під напругою в результаті пошкодження ізоляції струмопровідних частин (рис. 1.14).

Мал. 1.13.

Мал. 1.14.

Таблиця 1.8 Технічні характеристики ВД1-63

Показник	Значення
Відповідають стандартам	ГОСТ Р 51326.1-99, ТУ 3421-033-18461115-02

Номінальний струм In, А	16, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100
Номінальний відключає диференціальний струм IDn, ма	10, 30, 100, 300, 500
Номінальний умовний диференціальний струм короткого замикання IDc, А
Робоча характеристика за наявності диференціального струму
Час відключення при номінальному диференціальному струмі, мс
Число полюсів
Умови експлуатації
Ступінь захисту вимикача
Електрична
Механічна зносостійкість, циклів В-О, не менше
Максимальний переріз проводів, що приєднуються, мм

Крім того, АД-12/14 забезпечують ефективний захист електроустаткування від надструму (короткого замикання та перевантаження). У ряді виконань АТ-12 та АД-14 передбачено захист від імпульсних перенапруг у мережі.

Конструкція АД-12/14 є з'єднанням двох функціональних вузлів: електронний модуль диференціального захисту та автоматичний вимикач. Електронний модуль складається з диференціального трансформатора струму, електронного підсилювача з пороговим пристроєм, виконавчого електромагніту скидання та джерела живлення.

При встановленні рукоятки керування автоматичного вимикача у положення «ВКЛ» на електронний модуль надходить напруга живлення. У нормальному режимі роботи струм у вторинній обмотці диференціального трансформатора дорівнює нулю.

При дотику людини до відкритих струмопровідних частин або корпусу електроприймача, на який відбувся пробій ізоляції, по фазному провіднику, крім струму навантаження, протікає додатковий струм - струм витоку, що є для трансформатора струму диференціальним (різницевим).

Якщо цей струм перевищує значення уставки порогового пристрою, останнє подає струм від джерела живлення на котушку електромагніту скидання, який змикає засувку механізму незалежного розчеплення АВ та електричний ланцюг розмикається.

При цьому кнопка "Повернення" виступає з лицьової панелі.

Для повторного ввімкнення необхідно натиснути цю кнопку до фіксації та звести рукоятку АВ.

Для здійснення періодичного контролю справності АД-12/14 в електронний модуль вбудований ланцюг тестування. При натисканні кнопки «Тест» штучно створюється диференціальний струм, що відключає. Негайне спрацювання АТ означає справність всіх його елементів.

Монтаж АД-12/14 виготовляють на 35 мм монтажну DIN-рейку.

Переваги:

Чотири види захистів: від перевантаження, короткого замикання, диференціального струму та імпульсних (грозових перенапруг);

Висока швидкодія;

Індикація спрацьовування диференціального струму;

Понад 40 типовиконань;

Широкий діапазон робочих температур від -25 до +50°С.

Тест для перевірки працездатності пристрою та правильності підключення;

Можливість простої самостійної установки контактів стану КС47 та КСВ47;

Збільшений розмір головки гвинта з універсальним шліцом (+, -) полегшує монтаж та запобігає випаданню гвинтів під час встановлення.

У таблиці 1.9 наведено технічні характеристики АД-12/14.

Таблиця 1.9 Технічні характеристики АД-12/14

Показник	Значення
Відповідають стандартам	ГОСТ Р 51327.1-99, ТУ 99 АГІЕ.641243.039
Номінальна напруга частотою 50 Гц,
Номінальний струм In, А
Номінальний відключає диференціальний струм 1Дп, мА	10, 30, 100, 300

Робоча характеристика за наявності диференціального струму
Час відключення при номінальному диференціальному струмі, мс
Число полюсів
Умови експлуатації
Ступінь захисту вимикача
Зносостійкість, циклів В-О, не менше
	Вхід – 25; вихід - 16/25*

Автоматичні вимикачі диференціального струму АВДТ-32 (рис. 1.15) призначені для захисту людини від ураження електричним струмом при пошкодженні ізоляції електроустановок, для запобігання пожежам внаслідок протікання струмів витоку на землю та захисту від перевантаження та короткого замикання. Рекомендуються для захисту групових ліній, що живлять розетки зовнішньої установки, розеток та освітлення підвалів та гаражів.

Мал. 1.15. АВДТ-32

Переваги:

Комбінована схема з електронним модулем диференціального захисту та вбудованим вимикачем серії ВА47-29;

Найбільш надійний захист людини при прямому дотику до струмоведучих частин;

Незалежний індикатор становища контактів;

Широкий діапазон робочих температур від -25 до +50 °С;

Насікання на контактних затискачах знижують теплові втрати та збільшують механічну стійкість з'єднання;

Наявність кнопки «Тест» для перевірки працездатності пристрою та правильності підключення;

Габарити АВДТ відповідають 2-модульному виконанню за рахунок розміщення елементів конструкції.

Особливості конструкції:

Індикатор стану головного кола надає точну інформацію про стан контактів незалежно від положення рукоятки;

Комбінована схема з електронним модулем диференціального захисту, варистором класу D та вбудованим вимикачем серії ВА47-29 забезпечує 4 види захисту: від диференціального струму (струму витоку); від короткого замикання; від навантаження; від імпульсних (грозових перенапруг);

Наплавлення із срібломісткого композиту підвищує зносостійкість контактної групи і знижує перехідний опір;

Тест для перевірки працездатності пристрою та правильності підключення.

У таблиці 1.10 наведено технічні характеристики АВДТ-32.

Таблиця 1.10 Технічні характеристики АВДТ-32

Показник	Значення
Відповідають стандартам	ГОСТ Р 51327.1-99, ТУ 99 АГІЕ.641243.039
Номінальна напруга частотою 50 Гц,
Номінальний струм In, А	6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63
Характеристики спрацьовування електромагнітного розчіплювача
Число полюсів
Номінальний відключає диференціальний струм 1Дп, ма
Номінальна здатність, що вимикає, А
Робоча характеристика за наявності диференціального струму
Час відключення при номінальному диференціальному струмі, мс
Зносостійкість, циклів В-О, не менше
Умови експлуатації
Ступінь захисту вимикача
Потужність розсіювання, Вт не більше
Максимальний переріз проводів, що приєднуються, мм2	Вхід – 25; вихід - 16/25*

Деякі види ПЗВ вітчизняних виробників та його параметри представлені у таблиці 1.11.

Таблиця 1.11 Порівняння деяких вітчизняних ПЗВ

Параметр	Тип пристрою захисного вимкнення
Параметр				Астро* ПЗВ
Номінальна напруга,
Частота, Гц
Номінальний струм навантаження, А	6,3; 10; 16; 25; 32; 40		6; 10; 16; 25; 32
Номінальне значення диференціального відключаючого струму, мА			10, 30, 100, 300
Максимальний час відключення при номінальному диференціальному струмі, мс
Робоча температура, °С	Від -10 до +40	Від -5 до +40	Від -5 до +40	Від -20 до +45
Залежність від коливань напруги мережі	Не залежить
Потреба у джерелі живлення	Потрібно		Не вимагається
Тип розчіплювача	Електронно-магнітний		Електромеханічний

Рекомендується щомісяця перевіряти працездатність ПЗВ. Найбільш простий спосіб перевірки – натискання кнопки «тест». Якщо ПЗВ справно і підключено до електричної мережі, воно при натисканні кнопки «тест» має відразу ж спрацювати (тобто відключити навантаження). Якщо після натискання кнопки навантаження залишилося під напругою, ПЗВ несправно і повинно бути замінено.

Тест натисканням кнопки не є повною перевіркою ПЗВ. Воно може спрацьовувати від кнопки, але не пройти повний лабораторний тест, що включає вимір відключає диференціального струму і часу спрацьовування. Тому більш надійною перевіркою є імітація витоку безпосередньо в ланцюзі, який є навантаженням ПЗВ.

З цією метою для проведення перевірки, як правило, застосовують тестові схеми (рис. 1.16) або спеціалізовані прилади.

Мал. 1.16.

Визначення порогу спрацьовування (диференціального відключаючого струму IAn) ПЗВ:

1. Відключити від встановленого в електроустановці ПЗВ ланцюг навантаження RH за допомогою двополюсного автоматичного вимикача AB2 (рис. 1.16). У тому випадку, якщо в електроустановці застосовано автоматичний вимикач однополюсний, при виконанні даного вимірювання для досягнення необхідної точності необхідно від'єднати і нульовий робочий провідник.

2. За допомогою гнучких провідників підключити до зазначених на схемі клем (2, N) ПЗВ вимірювальний ланцюг зі змінним резистором R і міліамперметром - мА. Змінний резистор спочатку повинен знаходитись у положенні максимального опору.

3. Плавно знижувати опір резистора.

4. Зафіксувати показання міліамперметра в момент спрацювання ПЗВ.

5. Зафіксоване значення струму є відключаючим диференціальним струмом IΔ даного екземпляра ПЗВ, яке згідно з вимогами стандартів повинно знаходитися в діапазоні 0,5-1 IΔn.

Якщо значення IA виходить за межі даного діапазону, ПЗВ підлягає заміні.

ПЗВ має відповідати вимогам підключення. Особливу увагу слід звертати при використанні проводів та кабелів з алюмінієвими жилами (багато імпортних ПЗВ допускають підключення лише мідних проводів).

При установці ПЗВ послідовно мають виконуватися вимоги селективності. При дво- і багатоступінчастій схемах ПЗВ, розташоване ближче до джерела живлення, повинен мати уставку і час спрацьовування не менше ніж утричі більше, ніж у ПЗВ, розташованого ближче до споживача. У зоні дії ПЗВ нульовий робочий провідник не повинен мати з'єднань із заземленими елементами та нульовим захисним провідником.

Щоб безпека була гарантованою навіть за значної величини струму, встановлено норми за часом спрацьовування ПЗВ. Час має перевищувати 0,3 з; зазвичай воно менше 0,1 с.

Схему підключення ПЗВ пояснює рисунок 1.17. Як ПЗВ тут використовується диференціальний автоматичний вимикач, встановлений на вході лінії живлення. Для нормального функціонування ПЗВ необхідно забезпечити формування диференціального струму у разі виникнення витоку струму на землю.

Диференціальний струм з'явиться лише у разі витоку через заземлений провідник, не підключений до ПЗВ. Оскільки нейтраль N проходить через ПЗВ, необхідно до місця підключення ПЗВ розділити провідник PEN на провідники N та РЕ (точка 1 на рис. 1.17). При цьому провідник РЕ повинен бути підключений безпосередньо до електроустаткування. Не допускається його розмикання чи виконання у вигляді тимчасового провідника.

У свою чергу, використання системи TN-C-S має на увазі заземлення металевих корпусів електрообладнання та підключення розеток трипровідними проводами. Схема, що пояснює підключення ПЗВ для двопровідної мережі, показано малюнку 1.18.

ПЗВ у цьому випадку має здійснювати захист максимальної кількості ліній та обладнання.

Мал. 1.17. Схема електропостачання у двопровідній мережі за відсутності захисного провідника PE у розетковому ланцюгу та ланцюгу освітлення

Мал. 1.18.

На рисунках 1.19 та 1.20 наведено приклади схем електропостачання квартир підвищеної комфортності.

У схемі, наведеній малюнку 1.21, на вступної лінії встановлений диференціальний автоматичний вимикач зі струмом спрацьовування 300 мА.

Цей диференціальний автомат забезпечує захист електропроводки та обладнання у разі виникнення витоку на корпус, а також підвищує пожежну безпеку ланцюга електроживлення квартири. Крім того, він забезпечує деяку затримку вимкнення. З двопровідної лінії формується система TN-C-S. Для безпосереднього захисту людей у групові ланцюги живлення споживачів встановлено додаткові автоматичні диференціальні вимикачі. У ланцюги живлення розеток та стаціонарного електрообладнання включені пристрої з диференціальним струмом спрацьовування 30 мА, а для приміщень з підвищеною небезпекою використовується більш чутливий пристрій зі спрацьовуванням струму 10 мА.

Мал. 1.19.

На малюнку 1.20 наведено схему електропостачання квартири підвищеної комфортності з трифазним введенням.

Мал. 1.20.

На введенні встановлений чотириполюсний автоматичний диференціальний вимикач зі струмом відключення 300 мА і тимчасової затримкою відключення. Для обліку витрати електроенергії використовується трифазний електролічильник. Споживачі електроенергії підключаються до всіх трьох фаз з урахуванням оптимального навантаження на всі лінії.

Стосовно схем електропостачання, зображених на рисунках 1.19 та 1.20, діють загальні для таких випадків правила: при об'єднанні групових ліній для захисту одним ПЗВ слід враховувати можливість їхнього одночасного відключення; крім того, у багатоступінчастих схемах необхідно виконувати умови селективності, тобто функції відключення із затримкою.

На сучасних об'єктах індивідуального будівництва (котеджі, дачні, садові будинки тощо) потрібно застосування підвищених заходів електробезпеки. Це пов'язано з високою енергонасиченістю, розгалуженістю електричних мереж та специфікою експлуатації як самих об'єктів, так і електроустаткування. При виборі схеми електропостачання типу ПЗВ та розподільчих щитків слід звернути увагу на необхідність використання обмежувачів перенапруг (грозових розрядників), які слід встановлювати до ПЗВ (рис. 1.19).

В індивідуальних будинках рекомендується використовувати ПЗВ з номінальним струмом, що не перевищує 30 мА, - для групових ліній, що живлять ванні кімнати, душові та сауни, а також штепсельні розетки (всередині будинку, у підвалах, вбудованих та прибудованих гаражах). Для ліній, що забезпечують зовнішнє встановлення штепсельних розеток, застосування ПЗВ з номінальним струмом, що не перевищує 30 мА, обов'язково.

Здрастуйте, шановні читачі та гості сайту «Нотатки електрика».

У сьогоднішній статті я хотів би розповісти Вам про методику перевірки ПЗВ за допомогою приладу MRP-200 від Sonel.

Ця перевірка виявляє факт працездатності пристроїв захисного відключення.

Все, що буде говорити в цій статті, з таким самим успіхом відноситься і до диференціальних автоматів (дифавтоматів).

Несправність і непрацездатність ПЗВ та дифавтоматів може призвести до серйозних наслідків, т.к. вони забезпечують додатковий захист від прямого дотику до струмоведучих частин, що знаходяться під робочою напругою, наприклад, при помилковому торканні фазного провідника, як у , про який я докладно розповідав.

Також ПЗВ забезпечує захист від непрямого дотику до нетоковедущім частинам, які можуть опинитися під напругою у разі будь-якої аварійної ситуації, наприклад, при погіршенні ізоляції проводів та проби фази на корпус побутового приладу. Докладніше про необхідність встановлення ПЗВ або дифавтоматів Ви можете почитати, перейшовши по

Таким чином, після монтажу та встановлення ПЗВ, необхідно провести їх перевірку, або іншими словами, випробування.

Але спочатку звернемося до нормативної бази.

Відповідно до ПУЕ, п.1.8.37, п.п.5, при приймально-здавальних випробуваннях ПЗВ та диференціальні автомати необхідно перевіряти відповідно до рекомендацій заводу-виробника.

Перевірка складається з наступних маніпуляцій:

1. Перевірка важеля управління

Важіль управління повинен чітко фіксуватися у двох положеннях, або «включено» (I), або «відключено» (О). Жодних проміжних положень у нього бути не повинно.

2. Перевірка кнопкою "Тест"

Для перевірки ПЗВ за допомогою кнопки «Тест» його потрібно підключити до мережі. Ось приклади схем підключення ПЗВ в однофазній та трифазній мережах:

Для прикладу я зібрав простеньку схему живлення розетки через автомат ВА47-29 16 (А) та ПЗВ ВД1-63 25 (А), 30 (мА).

Після підключення ПЗВ, вмикаємо його за допомогою важеля керування і натискаємо на кнопку «Тест» — ПЗВ має відключитися.

Якщо цього не сталося, значить ПЗВ несправно і його необхідно замінити - це за умови, що воно було правильно підключене.

Відповідно до ПТЕЕП, Додаток 3, п.28.7, перевірки ПЗВ за допомогою кнопки «Тест» необхідно проводити щоквартально, а якщо керуватися паспортом на ПЗВ, то й зовсім щомісяця. Так що не нехтуйте цими вимогами, адже не важко підійти раз на місяць до щитка і натискати заповітні кнопочки.

Насправді ця перевірка є дещо поверховою, т.к. ми не отримуємо реальних значень струмів відключень і часу спрацьовування, тому при нововстановлених ПЗВ та дифавтоматах необхідно проводити більш ретельні вимірювання, про які я розповім нижче.

3. Вимірювання відключаючого диференціального струму або струму уставки

Для вимірювання диференціального струму (струму уставки) ПЗВ в нашій електролабораторії є спеціальний прилад MRP-200 від Sonel, який входить до держреєстру засобів вимірювань. Зараз такі вже не випускають, а замість них йдуть сучасніші MRP-201 від цього виробника.

Ми придбали MRP-200 ще в 2004 році, і він служить нам вірою і правдою вже більше 10 років. Щороку ми його повіряємо у місцевому відділенні Ростеста – нарікань немає.

У комплекті з приладом є два вимірювальні щупи з гострим зондом типу «банан» та кабель зі спеціальною мережевою вилкою Uni Schuko.

Для мого прикладу мені зручніше використовувати вилку Uni Schuko. Щупи, в основному, ми використовуємо тільки при перевірці знятих ПЗВ або при проведенні інших вимірювань, тому що прилад MRP-200 не обмежується тільки перевіркою ПЗВ, але я ще розповім Вам у наступних своїх публікаціях.

Отже, з'єднуємо роз'єм вилки Uni Schuko з приладом MRP-200.

Прилад готовий до вимірювання.

Потім вмикаємо вилку в нашу розетку. До речі, при підключенні не обов'язково дотримуватися полярності.

Включаємо прилад, натиснувши червону кнопку «Включення».

Поворотний перемикач режимів роботи приладу встановлюємо на функцію вимірювання струму відключення ПЗВ (Iа, Re).

Вибираємо тип випробуваного ПЗВ та його номінальний диференціальний струм.

- Обов'язково прочитайте її. Для інформації також рекомендую ознайомитися з моєю статтею про .

За допомогою наступних кнопок вибираємо тип «АС» та уставку 30 (мА). Кожну кнопку потрібно натискати кілька разів, щоб вибрати необхідний параметр.

Тип "АС" позначається у вигляді "чистої" синусоїди.

У цьому приладі можна встановити 10, 30, 100, 300 та 500 (мА). Цифра «030» означає, що вибрано уставку 30 (мА).

Перевірене ПЗВ є неселективним, тобто. літера "S" на дисплеї горіти не повинна. Це встановлюється по черзі натисканням на кнопку «S».

Перевіряємо, що автомат та ПЗВ включені.

А тепер натискаємо на жовту кнопку "Start".

На екрані з'явиться значення опору заземлення, але в рамках цієї статті нас не цікавить. Тому натискаємо повторно на кнопку «Start» і через деякий час ПЗВ спрацьовує, а на екрані з'являється значення фактичного диференціального струму, що відключає IΔn, яке дорівнює 23,9 (мА).

Спробуємо змінити типу «АС» початкову фазу амплітуди змінної напруги з 0° на 180°, тобто. вибираємо таку характеристику і знову проводимо замір.

ПЗВ відключається, а на РК-дисплеї з'являється значення фактичного диференціального струму, що відключає IΔn, яке також дорівнює 23,9 (мА). Як мовиться, «від перестановки місць доданків сума не змінюється», а в нас не змінилося значення при зміні початкової фази амплітуди, тому подальші вимірювання я проводитиму за якоїсь однієї характеристики.

Як бачите, значення, що вийшло, трохи менше 30 (мА) і це абсолютно правильно, т.к. згідно з ГОСТ Р 51326.1-99, п.5.3.4. номінальний невідключний диференціальний струм повинен бути не менше 0,5 від номінального струму уставки.

Тобто. для нашого ПЗВ, виміряне значення не повинно бути нижчим за 15 (мА). У нас вийшло 23,9 (мА), що відповідає вимогам ГОСТу.

До речі, у ПУЕ та ПТЕЕП про дане значення не йдеться жодного слова.

Хочу звернути увагу на те, що точність вимірювання залежить від існуючого в ланцюзі фонового витоку, тому при вимірюванні струму ПЗВ на розетках за допомогою вилки Uni Schuko, показання фонового витоку впливатимуть на результат вимірювання у бік його збільшення. Тому, якщо спочатку виміряти струм відключення ПЗВ на розетках, а потім безпосередньо на затискачі ПЗВ при відключених проводах навантаження, то різниця у показаннях і дорівнюватиме фоновому витоку. Таким чином, ми можемо визначити фоновий витік у тій чи іншій лінії електропроводки.

Для занесення виміряного показання пам'ять приладу потрібно натиснути на кнопку із зображенням стрілки.

Вибираємо потрібну нам комірку пам'яті за допомогою кнопок «UL» і «S» (на фотографії вибрано третю комірку) і ще раз натискаємо на кнопку зі стрілкою. Відбудеться звуковий сигнал — це означає, що показання занесено до пам'яті приладу. Загалом у прилад можна занести близько 400 комплектів результатів вимірів.

4. Вимірювання часу спрацьовування ПЗВ

Після вимірювання фактичного диференціального струму, що відключає, необхідно виміряти час спрацьовування ПЗВ на уставках 1, 2 і 5-кратних від номінального струму уставки.

У паспорті на ПЗВ зазначені час-струмові характеристики ПЗВ ВД1-63 при 1, 2 і 5-кратних значеннях від номінального струму витоку, тобто. у таблиці дано мінімальні та максимальні допустимі межі за часом спрацьовування залежно від струму витоку.

Подібна таблиця з мінімальними та максимальними значеннями часу відключення ПЗВ та дифавтоматів типу АС є і в ГОСТ Р 51326.1-99, п.5.3.12, таблиця 1.

Ось ми зараз і перевіримо наше ПЗВ, згідно із заявленими характеристиками заводу-виробника та вимогами цього ГОСТу.

Ставимо поворотний перемикач MRP-200 на функцію вимірювання часу (ta, Uв) в режим одноразового струму "1" і натискаємо кнопку "Start".

На дисплеї приладу з'явиться значення дотику напруги, але в рамках цієї статті нас воно не цікавить, тому натискаємо повторно на кнопку «Start». ПЗВ вимкнулося, а на дисплеї приладу відобразився час його відключення при 1-кратному струмі уставки, тобто. при струмі 30 (мА) ПЗВ відключилося за час 33 (мс) або 0,033 (с).

Аналогічно вимірюємо час, лише за 2-кратному струмі уставки. Для цього поворотний перемикач встановлюємо режим двократного струму «2» і натискаємо кнопку «Start».

ПЗВ вимкнулося, а на дисплеї приладу відобразився час його відключення при 2-кратному струмі уставки, тобто. при струмі 60 (мА) ПЗВ відключилося за час 16 (мс) або 0,016 (с).

Аналогічно, лише за 5-кратного струму уставки. Для цього поворотний перемикач встановлюємо режим п'ятикратного струму «5» і натискаємо кнопку «Start».

ПЗВ вимкнулося, а на дисплеї приладу відобразився час його відключення при 5-кратному струмі уставки, тобто. при струмі 150 (мА) ПЗВ відключилося за час 14 (мс) або 0,014 (с).

Виміряні значення часу спрацьовування ПЗВ задовольняють вимогам ДСТУ і навіть із гарним запасом.

Для інформації:якщо на введенні в квартиру встановити ПЗВ на 100 (мА), а на групових лініях по 30 (мА), то при виникненні витоку в будь-якій лінії буде дотримано деякої селективності спрацьовування ПЗВ не тільки за струмом, але й навіть за часом.

За результатами проведеної перевірки можна зробити висновок про те, що ПЗВ справне та придатне до експлуатації.

Для порівняння результатів я вирішив перевірити ще два ПЗВ ВД1-63 16 (А), 30 (мА) від IEK, ВД1-63 16 (А), 30 (мА) від TDM та дифавтомат АВДТ32 16 (А), 30 (мА) від IEK.

Виміряні результати заніс до таблиці.

Висновок

Періодичність проведення перевірок ПЗВ на підприємствах затверджує його технічний керівник. На нашому підприємстві термін періодичності становить 1 раз на 2 роки. Після перевірки видається протокол встановленої форми.

Звичайно, що перевірку за допомогою кнопки «Тест» потрібно здійснювати щомісяця, про це я вже говорив Вам на початку статті.

Порада для громадян-споживачів:настійно Вам раджу після встановлення ПЗВ та інших апаратів захисту (автоматичні вимикачі, дифавтомати) запрошувати електролабораторію для їх перевірки. І тільки після цього можна бути впевненим, що вони у Вас справні і у разі виникнення будь-якої несправності в електропроводці спрацюють належним чином.

Для наочності я зняв відео, де Ви можете на власні очі подивитися, як проводяться випробування ПЗВ та дифавтоматів.

P.S. На цьому все. Дякую за увагу.