ВДТ: автоматический выключатель, управляемый дифференциальным током, без встроенной защиты от сверхтока

Автоматический выключатель, управляемый дифференциальным током; ВДТ (residual current operated circuit-breaker without integral overcurrent protection, RCCB) — это коммутационное устройство, управляемое дифференциальным током, не предназначенное выполнять функции защиты от перегрузок и (или) коротких замыканий (определение согласно ГОСТ IEC 60050-442-2015 [1]).

В настоящее время продолжает существовать путаница в терминологии, так как многие некомпетентные лица вместо корректного и конкретного термина “ВДТ” используют некорректный и общий термин “УЗО”.

Харечко Ю.В. в своей книге [2] характеризует ВДТ следующим образом:

« Автоматический выключатель, управляемый дифференциальным током, без встроенной защиты от сверхтока представляет собой разновидность устройства дифференциального тока (УДТ), которое не оснащено встроенной защитой от сверхтока. Поэтому ВДТ следует защищать и от перегрузок, и от коротких замыканий устройствами защиты от сверхтока, которыми являются автоматические выключатели и плавкие предохранители. »

Во время своего функционирования устройство дифференциального тока так же, как автоматический выключатель, управляемый дифференциальным током, выполняет следующие три основные операции:

  1. обнаружение дифференциального тока в своей главной цепи, который появляется при повреждении основной изоляции какой-либо опасной части, находящейся под напряжением, которая входит в состав защищаемых им электрических цепей, и ее замыкании на землю;
  2. сравнение дифференциального тока со значением дифференциального тока срабатывания;
  3. отключение защищаемых им электрических цепей в случае, когда дифференциальный ток в главной цепи превосходит значение дифференциального тока срабатывания или равен ему.

Требования

Международные требования к ВДТ бытового назначения изложены в стандарте МЭК 61008‑1, национальные – в ГОСТ IEC 61008-1-2020 [4].

Требования этих стандартов распространяются на ВДТ, которые рассчитаны на работу в электрических цепях переменного тока частотой 50 и (или) 60 Гц, с номинальным напряжением до 440 В и номинальным током до 125 А включительно. Рассматриваемые ВДТ предназначены для использования обычными лицами и не нуждаются в обслуживании. Их можно использовать в качестве разъединителей.

В ГОСТ IEC 61008-1-2020 [4] установлены основные термины и их определения; дана классификация ВДТ; рассмотрены характеристики ВДТ, их стандартные и предпочтительные значения; перечислена информация, которая должна маркироваться на ВДТ и содержаться в документации изготовителя; изложены требования к конструкции ВДТ, их функционированию, условиям окружающей среды; определены условия, которым должны соответствовать ВДТ при их работе в нормальном режиме, при перегрузках и коротких замыканиях; установлены объемы и представлены методики проведения испытаний ВДТ, а также изложены другие требования и рекомендации.

(ВДТ): 1 – двухполюсные; 2 – четырехполюсные
Рис. 1. Автоматические выключатели, управляемые дифференциальным током, без встроенной защиты от сверхтока (ВДТ): 1 – двухполюсные; 2 – четырехполюсные (рисунок заимствован из книги [3])

На рисунке 2 показаны реальные модели двухполюсного (слева) и четырехполюсного (справа) ВДТ:

ВДТ двухполюсное и четырехполюсное
Рис. 2. ВДТ: двухполюсное (слева) и четырехполюсное (справа)

Технические характеристики

1) Номинальное напряжение Un двухполюсных ВДТ обычно равно 230 В, трех- и четырехполюсных – 400 В. Выпускают также специальные ВДТ, имеющие более высокое номинальное напряжение, например равное 500 В.

2) Номинальный ток In ВДТ равен 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 63, 80, 100, 125 А (согласно п. 5.3.2 [4]).

Наибольшее распространение в электроустановках зданий получили ВДТ, имеющие номинальный ток In, равный 25 и 40 А. ВДТ, имеющие номинальный ток 16 А, используют реже. Их, как правило, применяют для защиты одного электроприемника. ВДТ с номинальным током 63, 80, 100 и 125 А также имеют меньшую область применения. Эти устройства устанавливают на вводах низковольтных распределительных устройств или используют для защиты электрических цепей, к которым подключены мощные электроприемники.

3) Номинальный отключающий дифференциальный ток ВДТ может быть равным 6, 10, 30, 100, 300 и 500 мА (согласно п. 5.3.3 [4].

4) Номинальная включающая и отключающая способность Im, номинальная дифференциальная включающая и отключающая способность IΔm выпускаемых ВДТ обычно равны 500–1500 А.

5) Номинальный условный ток короткого замыкания Inc серийно производимых ВДТ обычно равен 6000 или 10000 А. В тоже время для значений Inc ≤ 10000 А значения Inc стандартизированы и равны: 3000, 4500, 6000, 10000 А. Для значений Inc больше 10000 до 25000 А включительно предпочтительным значением является 20000 А (согласно п. 5.3.10 [4]). Значения более 25000 А не рассматривают в [4].

6) Предпочтительные значения номинальной частоты: 50 Гц, 60 Гц и 50/60 Гц.

Примечание – Один ВДТ может быть рассчитан на несколько значений номинальной частоты.

Если используют другие значения, номинальная частота должна быть указана на ВДТ и испытания должны проводиться при этой частоте.

Подавляющее число ВДТ предназначено для использования в электрических цепях переменного тока частотой 50 и 60 Гц. Некоторые фирмы производят специальные ВДТ, рассчитанные на использование при более высокой частоте, например – 400 Гц.

Классификация

ВДТ подразделяют (согласно [4]):

1) По способу управления:

  • ВДТ, функционально не зависящие от напряжения электрической цепи;
  • ВДТ, функционально зависящие от напряжения электрической цепи, которые в свою очередь делятся на: размыкающиеся автоматически в случае исчезновения напряжения электрической цепи, с задержкой или без задержки по времени и не размыкающиеся автоматически в случае исчезновения напряжения электрической цепи.

2) По виду установки:

  • ВДТ для стационарной установки при неподвижной проводке;
  • ВДТ для подвижной установки (переносного типа) и шнурового присоединения (подключения) самого ВДТ к источнику питания.

3) В зависимости от числа полюсов и токовых путей:

  • однополюсный ВДТ с двумя токовыми путями;
  • двухполюсный ВДТ;
  • трехполюсный ВДТ;
  • трехполюсный ВДТ с четырьмя токовыми путями;
  • четырехполюсный ВДТ.

Харечко Ю.В. дополняет [2]:

« Наиболее широкое распространение в электроустановках зданий получили двух- и четырехполюсные ВДТ, применяемые соответственно в однофазных двухпроводных и трехфазных четырехпроводных электрических цепях. В небольших количествах выпускают трехполюсные ВДТ, которые используют в трехфазных трехпроводных электрических цепях. Однако они имеют значительно меньшую область применения. »

4) По условиям регулирования отключающего дифференциального тока:

  • ВДТ с одним значением номинального отключающего дифференциального тока;
  • ВДТ с многопозиционной установкой отключающего дифференциального тока с дискретными фиксированными значениями.

5) По условиям устойчивости к нежелательному срабатыванию от воздействия импульсов напряжения:

  • ВДТ с нормальной устойчивостью к нежелательному срабатыванию (общий тип в соответствии с таблицей 1 и таблицей 2 из ГОСТ IEC 61008-1-2020, если применимо);
  • ВДТ с повышенной устойчивостью к нежелательному срабатыванию (тип S в соответствии с таблицей 1 и таблицей 2 из ГОСТ IEC 61008-1-2020, если применимо).

6) По условиям функционирования при наличии составляющей постоянного тока:

  • ВДТ типа АС;
  • ВДТ типа А.

Серийно производят ВДТ типа AC, срабатывающие при синусоидальных переменных дифференциальных токах, и ВДТ типа A, которые срабатывают как при синусоидальных переменных, так и при пульсирующих постоянных дифференциальных токах. В электроустановках квартир и индивидуальных жилых домов следует применять ВДТ типа A.

Некоторые производители приступили к производству ВДТ типа F и типа B, дополнительные (к стандартам ГОСТ IEC 61008-1-2020 и ГОСТ IEC 61009-1-2020) требования к которым изложены в стандарте ГОСТ IEC 62423-2013. Эти ВДТ предназначены оперировать при более сложных формах дифференциального тока (тип F) и даже при постоянном дифференциальном токе (тип B).

7) По наличию задержки по времени (в присутствии дифференциального тока):

  • ВДТ без выдержки времени – тип для общего применения;
  • ВДТ с выдержкой времени – тип S для обеспечения селективности.

Харечко Ю.В. в своей книге [2] характеризует эти типы ВДТ следующим образом:

« ВДТ общего применения с номинальным отключающим дифференциальным током IΔn до 30 мА включительно обычно используют в электроустановках зданий для дополнительной защиты от поражения электрическим током. ВДТ общего применения с IΔn, равным 100; 300 и 500 мА, обычно применяют в электроустановках зданий для обеспечения защиты при повреждении в составе автоматического отключения питания, а также в тех электрических цепях, которые имеют большие токи утечки. »

« ВДТ типа S имеют номинальный отключающий дифференциальный ток 100; 300 или 500 мА. Их обычно применяют для защиты электроустановки здания в целом или ее частей. ВДТ типа S также предназначенны для селективного оперирования с ВДТ общего применения. Некоторые фирмы производят специальные ВДТ типа S с IΔn, равным 1,00 А. »

Далее Ю.В. Харечко акцентирует внимание [2]:

« Помимо ВДТ общего применения, срабатывающих без выдержки времени, и ВДТ типа S, имеющих выдержки времени, производят ВДТ, которые имеют кратковременную задержку срабатывания. Время отключения этих ВДТ превышает 0,01 с, но не превосходит значений максимального времени отключения для УДТ общего применения. ВДТ этих типов не срабатывают при импульсах дифференциального тока продолжительностью менее 0,01 с, которые часто возникают во время включения электрооборудования из-за переходных процессов, например в помехоподавляющих конденсаторах, включенных между опасными частями, находящимися под напряжением, и открытыми проводящими частями электрооборудования класса I, присоединенными к защитным проводникам. »

« ВДТ общего применения имеют достаточную устойчивость к импульсам электрического тока, которые могут быть вызваны в электроустановке здания грозовыми или коммутационными перенапряжениями. Они не срабатывают от импульсов тока с пиковым значением 250 А. Некоторые фирмы производят ВДТ общего применения, которые имеют повышенную устойчивость к импульсным токам – до 3000 А. ВДТ типа S характеризуются повышенной устойчивостью к нежелательному срабатыванию от импульсного тока с пиковым значением 3000–5000 А (8/20 мкс). »

8) По способу защиты от внешних воздействующих факторов:

  • ВДТ защищенного исполнения (не требующий дополнительной оболочки);
  • ВДТ незащищенного исполнения (для использования с дополнительной оболочкой).

9) По способу монтажа:

  • ВДТ поверхностного монтажа;
  • ВДТ утопленного монтажа;
  • ВДТ панельно-щитового монтажа (называемого также типом для распределительных щитов и щитков).

Примечание – ВДТ этих типов могут предназначаться для установки на рейках.

10) По способу присоединения:

  • ВДТ, присоединения которых не связаны с механическими креплениями;
    ВДТ, присоединения которых связаны с механическими креплениями, например втычного и болтового типов.

Примечание – Некоторые ВДТ могут быть втычного или болтового типа только со стороны питания. Зажимы для нагрузки обычно используют для проводного присоединения.

Пример маркировки

Пример маркировки двухполюсного ВДТ (смотрите рисунок 3):

Маркировка двухполюсного ВДТ
Рис. 3. Маркировка двухполюсного ВДТ (рисунок заимствован из книги [3])

На рисунке 3 обозначено:

  • 1 – товарный знак изготовителя;
  • 2 – серийный номер;
  • 3 – номинальный ток 100 А;
  • 4 – номинальное напряжение 230 В;
  • 5 – номинальная включающая и отключающая способность, номинальная дифференциальная включающая и отключающая способность, равные 1 000 А;
  • 6 – номинальный ток плавкого предохранителя 100 А;
  • 7 – номинальный условный ток короткого замыкания 10 000 А;
  • 8 – орган управления контрольного устройства ВДТ;
  • 9 – индикатор положения;
  • 10 – температура окружающего воздуха от – 25 до + 40 оС;
  • 11 – обозначение ВДТ типа АС;
  • 12 – номинальный отключающий дифференциальный ток 0,03 А;
  • 13 – орган управления ВДТ (отключенное положение).

Маркировка должна быть чётко видна после установки ВДТ. Если размеры устройств не позволяют разместить всю перечисленную информацию, то данные, указанные в п. 3, 8, 11, 12 должны быть видны после их монтажа.

В каталоге или эксплуатационной документации на изделие изготовитель также должен указать сведения хотя бы об одном устройстве защиты от короткого замыкания, подходящем для защиты ВДТ.

Разомкнутое (отключённое) положение устройства дифференциального тока, управляемого органом оперирования, перемещаемым вверх–вниз (вперёд–назад), должно обозначаться символом О (окружностью), замкнутое (включённое) его положение маркируется символом I (вертикальной чертой). Эти обозначения должны быть хорошо видны после установки УДТ. Для обозначения включённого и отключённого положений УДТ допускается также использование дополнительных символов.

При необходимости различать входные и выходные выводы УДТ их следует чётко обозначать, например, словами «линия» и «нагрузка», расположенными около соответствующих выводов, или стрелками, указывающими направление протекания электроэнергии.

Выводы устройства дифференциального тока, предназначенные только для присоединения нейтрального проводника, должны быть маркированы буквой «N».

Примерная номенклатура ВДТ, серийно выпускаемых различными фирмами в соответствии с требованиями стандартов МЭК 61008-1 и МЭК 61009-1, приведена ниже в таблице 1. Модификации ВДТ отмечены знаком «+». Знак «–» означает, что ВДТ с указанными характеристиками, как правило, не производят.

Таблица 1: Примерная номенклатура ВДТ типа AC и типа A (таблица из книги [2] автора Харечко Ю.В.)
In, А IΔn, мА Двухполюсные ВДТ Четырехполюсные ВДТ
Общего применения Типа S Общего применения Типа S
16 10 +
30 +
25 10 +
30 + +
100 + + + +
300 + + + +
500 + + + +
40, 63, 80, 100, 125 30 + +
100 + + + +
300 + + + +
500 + + + +

Список использованной литературы

  1. ГОСТ IEC 60050-442-2015
  2. Харечко Ю.В. Краткий терминологический словарь по низковольтным электроустановкам. Часть 4// Приложение к журналу «Библиотека инженера по охране труда». – 2015. – № 6. – 160.
  3. Харечко Ю.В. Защитные устройства модульного исполнения. – М.: ООО «АББ Индустри и Стройтехника», 2008. – 336 с.
  4. ГОСТ IEC 61008-1-2020