Селективное УЗО — что это такое, принцип действия, технические характеристики

Одним из самых опасных повреждений в электрической сети для человека является пробой изоляции бытового оборудования, при котором потенциал рабочего напряжения переходит на корпус оборудования. В случае прикосновения к таким устройствам высока вероятность поражения электрическим током, поэтому в качестве защиты часто применяется устройство защитного отключения.

Однако на практике помимо классического варианта может устанавливаться и селективное УЗО. Чем отличителен данный тип защитного приспособления мы рассмотрим в данной статье.

Что такое селективное УЗО?

При наличии нескольких приборов, несущих потенциальную угрозу возникновения токов утечки, для них могут устанавливаться несколько отдельных УЗО, которые разбиваются по группам или объединяются на вводе в здание, цех или квартиру. Но этот способ не всегда обеспечивает отключение только одного нужного вам устройства, так как возникший ток утечки воздействует на все УЗО, находящиеся в цепи от места повреждения до источника.

Пример срабатывания УЗО
Рис. 1. Пример срабатывания УЗО

Как видите на рисунке 1, при пробое изоляции на бойлере контур протекания тока замкнется через фазную жилу и PE проводник. При этом соблюдается основное условие для срабатывания УЗО – токи в нулевом и фазном проводнике не равны между собой. В результате чего отключится устройство № 5 и может сработать устройство №1, которое обесточит всех потребителей в данной схеме. Из-за отсутствия селективности в процессе повреждения вы можете потерять питание даже тех потребителей, которые работают исправно, что привносит ряд неудобств.

Именно для предотвращения нежелательных срабатываний в тех участках, где отключение не требуется, используется селективное УЗО. В отличии от классической версии, селективное устройство имеет четкую выдержку для срабатывания определенных ветвей защиты, за счет чего оно и получило свое название.

Пример отличия между этими типами приведен на рисунке 2 ниже:

Селективное УЗО
Рис. 2. Селективное УЗО

Принцип действия

Конструктивно селективное УЗО идентично классическому, в нем также установлен дифференциальный трансформатор, состоящий из кольцевого магнитопровода. Основной особенностью сердечника является линейная зависимость магнитного потока от изменения токовой нагрузки. Поэтому его изготавливают из аморфного железа или других аналогов.

Возле магнитопровода размещается фазный и нулевой проводник, относительно которых и производится сравнение токовых электрических величин. На сердечнике наматывается измерительный орган, она же вторичная обмотка магнитоэлектрического реле, как показано на рисунке 3 ниже:

Принцип действия селективного узо
Рис. 3. Принцип действия селективного УЗО

При протекании тока по фазному проводнику через дифференциальный трансформатор селективного УЗО к лампочке освещения и обратному его возвращению через нулевую жилу к условному источнику питания магнитный поток от обоих токов будет одинаков. В случае если изоляция патрона в лампе будет нарушена и ток перейдет на корпус светильника ситуация будет развиваться следующим образом:

  • с корпуса через заземляющий контур или другой путь начнет стекать ток утечки в соответствии с п.3.1.2 ГОСТ IEC 61008-1-2012;
  • величина токовой нагрузки в фазе станет больше, чем в нуле, так как часть расходуется на утечку;
  • магнитный поток в дифференциальном трансформаторе селективного УЗО от нулевого проводника уже не компенсирует поток от фазного провода;
  • в случае превышения уставки УЗО на разность токов осуществляется выдержка времени, по ее истечению магнитоэлектрическое реле разорвет цепь подвижными контактами и отключит питание.

В контексте селективного устройства, данный процесс происходит сразу по нескольким каналам, которые и отстраивают селективность срабатывания. Технически это реализовано следующим образом (см. рисунок 4):

Устройство селективного УЗО
Рис. 4. Устройство селективного УЗО

Как видите, здесь установлена одна нулевая жила и три для фазных проводников. Сравнение производится в каждой из линий и нулевом проводнике, помимо этого для отключения селективного устройства предусмотрена выдержка времени, которая обеспечивает ожидание срабатывания двухполюсных УЗО.

В статье https://www.asutpp.ru/princip-raboty-uzo.html вы можете почитать о работе классического УЗО.

Назначение

Основным назначением селективного УЗО является обесточивание электрической цепи при возникновении каких-либо токов утечки помимо путей их протекания. Это происходит в случае нарушения диэлектрических свойств изоляции:

  • в трехпроводных цепях с защитным заземлением непосредственно в момент повреждения;
  • в двухпроводных цепях после прикосновения человека к корпусу оборудования;
  • в двухпроводных цепях при утечке через конструктивные элементы зданий, электроустановок и т.д.

Помимо этого второстепенной задачей селективного УЗО является выдержка времени по отношению к отключению цепи. Она позволяет выстраивать приоритетность в электроснабжении оборудования и необходимость отключения ненужных участков. В бытовых и производственных цепях они позволяют задавать последовательность отсечения аварийных или предаварийных элементов.

Разновидности

Все модели селективных УЗО можно подразделить на две большие категории, в зависимости от принципа действия: электронные и электромеханические (рисунок 5). Первые используют полупроводниковые элементы для выполнения измерительных и коммутационных операций, а вторые подвижные механические и электрические элементы.

Электронное и электромеханическое УЗО
Рис. 5. Электронное и электромеханическое УЗО

В зависимости от параметра реагирования селективные УЗО могут отстраиваться по току или по времени.

Основным критерием для защитного оборудования является время реагирования и сфера его применения. Поэтому их подразделяют на несколько категорий, в зависимости от рода нагрузки и допустимого временного интервала:

  • AC – эти УЗО предназначены для реагирования на переменный ток, не зависимо от интенсивности его нарастания;
  • A – как и предыдущая модель отключают цепь без привязки к параметрам нарастания, но является универсальной по роду тока и может реагировать на пульсирующие явления;
  • B – предназначено для селективной работы с постоянными, переменными и дифференциальными выпрямленными нагрузками;
  • S – УЗО с селективной выдержкой , обеспечивающей дополнительное время срабатывания;
  • G – также предназначено для выдержки времени, но этот параметр меньше, чем у селективного устройства класса S.

Наиболее часто в качестве селективного УЗО в домашних электрических сетях используются устройства класса S, поэтому их сравнивают со всеми остальными. Так, время срабатывания для них в соответствии с п. 5.3.12.1 ГОСТ IEC 61008-1-2012 будет отличаться, в зависимости от кратности превышения нагрузки:

Таблица сравнение времени срабатывания:

Тип УЗОВремя отключения при токе утечки равном IdnВремя отключения при двухкратном превышенииВремя отключения при пятикратном превышении
Обычное устройство0,30,150,04
УЗО типа S0,13-0,50,06-0,20,05-0,15

Отличие от обычного УЗО

Селективное УЗО, в отличии от обычного, не срабатывает сразу, как только возникает ток утечки на защищаемом участке цепи. Устройство предоставляет определенную выдержку времени, за которое должно отключиться обычное УЗО. Однако селективное УЗО не подходит для защиты от удара электрическим током, так как время отключения слишком большое и человек может погибнуть. Поэтому его использование возможно только в сочетании с классическими УЗО, самостоятельно выполнять защитную функцию от поражения электротоком оно не может, но может применяться в качестве противопожарного.

Технические характеристики

Выбор селективного УЗО для установки под конкретный защищаемый объект производится в соответствии с его рабочими параметрами. К таким техническим характеристикам относятся:

  • габаритные размеры – определяют возможность монтажа в щит, ящик, панель и т.д.;
  • номинальный ток – показывает рабочую величину, которую селективное УЗО может длительно пропускать, выбирается больше, чем номинал отключения автомата;
  • ток срабатывания – измеряется в миллиамперах и показывает ту разницу в нагрузке, при которой селективное устройство сработает. Для противопожарных моделей составляет от 100 до 500 мА, но бытовые потребители в соответствии с п.7.1.79 ПУЭ подключаются под УЗО не более 30 мА;
  • количество пар полюсов – определяет число возможных линий для выстраивания селективной работы;
  • время срабатывания – определяется вольт-амперной характеристикой устройства.

Основные технические характеристики селективного УЗО вы можете найти на корпусе оборудования или в его паспорте.

Технические характеристики селективных УЗО
Рис. 6. Технические характеристики селективных УЗО

Список использованной литературы

  • Нейман Л.Р., Демирчян К.С. «Теоретические основы электротехники» 1981
  • Бартош А.И. «Электрика для любознательных» 2019
  • Е.Д. Тельманова «Электрические и электронные аппараты» 2010

Комментарии и отзывы (5)

  1. Павел Зубакин

    Что интересно в монтируют в селективные УЗО, ЧТОБЫ ПОЛУЧАТЬ ЭТУ селективную задержку??

  2. Лев Oбoленский

    «Первый срабатывает при малейших скачках напряжения в питающей сети. Также он мгновенно реагирует на плавное повышение напряжения»

    Не смешите людей! Откуда вы это взяли? Это что реле контроля напряжения?

    1. Дмитрий

      Благодарю! Да вы правы. Я рад что Вы внимательно читайте мои статьи!

      Обновили статью, осовременили ее.

      А фразу заменил на более точную:

      Первый срабатывает при малейших изменениях тока питающей сети. Также он мгновенно реагирует на его плавное повышение и превышение порога тока утечки.

      1. MrDacnick

        Фраза такая же кривая, как и предыдущая- из нее следует, что устройство отключится при любом изменении тока в цепи, в том числе и при частичном отключении нагрузки. Ток питающей сети- это вообще о чем? Правильнее уж будет «отключение при превышении номинального тока срабатывания как при плавном, так и мгновенном возрастании протекающего через устройство тока, так и при превышении установленного порога тока утечки в защищаемой нагрузке.

        1. Дмитрий

          Подскажите, пожалуйста, почему из моей фразы следует, что устройство отключится при частичном отключении нагрузки? Я об этом не писал? Просто мне, чтобы ответить вам, нужно понимать, откуда вы такой вывод сделали…

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *