ВДС: автоматичний вимикач, керований диференціальним струмом, без вбудованого захисту від надструмів

Автоматичний вимикач, керований диференціальним струмом; ВДС (residual current operated circuit-breaker without integral overcurrent protection, RCCB) – це комутаційний пристрій, що керується диференційним струмом, не призначене виконувати функції захисту від перевантажень і (або) коротких замикань (визначення згідно з ГОСТ IEC 60050-442-2015 [1] ).

В даний час продовжує існувати плутанина в термінології, так як багато некомпетентні особи замість коректного і конкретного терміна “ВДС” використовують некоректний і загальний термін “УЗО”.

Харечко Ю.В. в своїй книзі [2] характеризує ВДС наступним чином:

« Автоматичний вимикач, керований диференціальним струмом, без вбудованого захисту від сверхтока являє собою різновид пристрою диференціального струму (ПДС) , Який не обладнаний вбудованим захистом від надструмів. Тому ВДС слід захищати і від перевантажень, і від коротких замикань пристроями захисту від надструмів, якими є автоматичні вимикачі та плавкі запобіжники. »

Під час свого функціонування пристрій диференціального струму так само, як автоматичний вимикач, керований диференціальним струмом, виконує наступні три основні операції:

  1. виявлення диференціального струму в своїй головній ланцюга, який з’являється при пошкодженні основної ізоляції будь-якої небезпечної частини, що знаходиться під напругою, яка входить до складу захищаються їм електричних ланцюгів, і її замиканні на землю;
  2. порівняння диференціального струму зі значенням диференціального струму спрацьовування;
  3. відключення захищаються їм електричних ланцюгів в разі, коли диференційний струм в головному ланцюзі перевершує значення диференціального струму спрацьовування або дорівнює йому.

вимоги

Міжнародні вимоги до ВДС побутового призначення викладені в стандарті МЕК 61008-1, національні – в ГОСТ IEC 61008-1-2020 [4] .

Вимоги цих стандартів поширюються на ВДС, які розраховані на роботу в електричних ланцюгах змінного струму частотою 50 і (або) 60 Гц, з номінальною напругою до 440 В і номінальним струмом до 125 А включно. Розглянуті ВДС призначені для використання звичайними особами та не потребують обслуговування. Їх можна використовувати в якості роз’єднувачів.

У ГОСТ IEC 61008-1-2020 [4] встановлені основні терміни та їх визначення; дана класифікація ВДС; розглянуті характеристики ВДС, їх стандартні і кращі значення; перерахована інформація, яка повинна маркуватися на ВДС і міститися в документації виробника; викладені вимоги до конструкції ВДС, їх функціонуванню, умов навколишнього середовища; визначені умови, яким повинні відповідати ВДС при їх роботі в нормальному режимі, при перевантаженнях і коротких замиканнях; встановлені обсяги і представлені методики проведення випробувань ВДС, а також викладені інші вимоги та рекомендації.

(ВДС): 1 - двополюсні; 2 - чотириполюсні
Мал. 1. Автоматичні вимикачі, керовані диференціальним струмом, без вбудованого захисту від надструмів (ВДС): 1 – двополюсні; 2 – чотириполюсні (малюнок запозичений з книги [3] )

На малюнку 2 показані реальні моделі двополюсного (зліва) і чотириполюсним (праворуч) ВДС:

ВДС двухполюсное і чотириполюсні
Мал. 2. ВДС: двухполюсное (зліва) і чотириполюсні (праворуч)

Технічні характеристики

1)Номінальна напруга U n двополюсних ВДС звичайно дорівнює 230 В, трьох- і чотирьохполюсних – 400 В. Випускають також спеціальні ВДС, мають більш високу номінальну напругу, наприклад рівне 500 В.

2)Номінальний струм I n ВДС дорівнює 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 63, 80, 100, 125 А (згідно п. 5.3.2 [4] ).

Найбільшого поширення в електроустановках будинків отримали ВДС, мають номінальний струм I n , Який дорівнює 25 і 40 А. ВДС, мають номінальний струм 16 А, використовують рідше. Їх, як правило, застосовують для захисту одного електроприймача. ВДС з номінальним струмом 63, 80, 100 і 125 А також мають меншу область застосування. Ці пристрої встановлюють на вводах низьковольтних розподільчих пристроїв або використовують для захисту електричних ланцюгів, до яких підключені потужні електроприймачі.

3) Номінальний відключає диференційний ток ВДС може бути рівним 6, 10, 30, 100, 300 і 500 мА (згідно п. 5.3.3 [4] .

4)Номінальна включає і відключає здатність I m ,номінальна диференціальна включає і відключає здатність I Δm випускаються ВДС зазвичай рівні 500-1500 А.

5) Номінальний умовний струм короткого замикання I nc серійно вироблюваних ВДС зазвичай дорівнює 6000 або 10000 А. У той же час для значень Inc ≤ 10000 А значення Inc стандартизовані та є рівними: 3000, 4500, 6000, 10000 А. Для значень Inc більше 10000 до 25000 А включно кращим значенням є 20000 А (згідно п. 5.3.10 [4] ). Значення більше 25000 А не розглядають в [4] .

6) перевага значення номінальної частоти : 50 Гц, 60 Гц і 50/60 Гц.

Примітка – Один ВДС може бути розрахований на кілька значень номінальної частоти.

Якщо використовують інші значення, номінальна частота повинна бути вказана на ВДС і випробування повинні проводитися при цій частоті.

Переважна кількість ВДС призначене для використання в електричних ланцюгах змінного струму частотою 50 і 60 Гц. Деякі фірми виробляють спеціальні ВДС розраховані на використання при більш високій частоті, наприклад – 400 Гц.

Класифікація

ВДС поділяють (згідно [4] ):

1) За способом управління:

  • ВДС, функціонально не залежать від напруги електричного кола;
  • ВДС, функціонально залежні від напруги електричного кола, які в свою чергу діляться на: розмикаються автоматично в разі зникнення напруги електричного кола, з затримкою або без затримки по часу і не розмикаються автоматично в разі зникнення напруги електричного кола.

2) По виду установки:

  • ВДС для стаціонарної установки при нерухомій проводці;
  • ВДС для рухомий установки (переносного типу) і шнурового приєднання (підключення) самого ВДС до джерела живлення.

3) Залежно від числа полюсів і струмових шляхів:

  • однополюсний ВДС з двома струмовими шляхами;
  • двополюсний ВДС;
  • трьохполюсний ВДС;
  • трьохполюсний ВДС з чотирма струмовими шляхами;
  • четирехполюсний ВДС.

Харечко Ю.В. доповнює [2] :

« Найбільш широке поширення в електроустановках будинків отримали дво- і чотириполюсні ВДС, що застосовуються відповідно в однофазних двопровідних і трифазних чотирьох провідних електричних ланцюгах. У невеликих кількостях випускають триполюсні ВДС, які використовують в трифазних трипровідних електричних ланцюгах. Однак вони мають значно меншу область застосування. »

4) За умовами регулювання відключає диференціального струму:

  • ВДС з одним значенням номінального відключає диференціального струму;
  • ВДС з багатопозиційної установкою відключає диференціального струму з дискретними фіксованими значеннями.

5) За умовами стійкості до небажаного спрацьовування від впливу імпульсів напруги:

  • ВДС з нормальною стійкістю до небажаного спрацьовування (загальний тип відповідно до таблиці 1 і таблиці 2 з ГОСТ IEC 61008-1-2020, якщо є);
  • ВДС з підвищеною стійкістю до небажаного спрацьовування (тип S відповідно до таблиці 1 і таблиці 2 з ГОСТ IEC 61008-1-2020, якщо є).

6) За умовами функціонування при наявності складової постійного струму:

  • ВДС типу АС;
  • ВДС типу А.

Серійно виробляють ВДС типу AC, що спрацьовують при синусоїдальних змінних диференціальних токах, і ВДС типу A, які спрацьовують як при синусоїдальних змінних, так і при пульсуючих постійних диференціальних токах. В електроустановках квартир та індивідуальних житлових будинків слід застосовувати ВДС типу A.

Деякі виробники почали виробництво ВДС типу F і типу B, додаткові (до стандартів ГОСТ IEC 61008-1-2020 і ГОСТ IEC 61009-1-2020) вимоги до яких викладені в стандарті ГОСТ IEC 62423-2013. Ці ВДС призначені оперувати при більш складних формах диференційного струму (тип F) і навіть при постійному диференційному струмі (тип B).

7) За наявністю затримки по часу (в присутності диференціального струму):

  • ВДС без витримки часу – тип для загального застосування;
  • ВДС з витримкою часу – тип S для забезпечення селективності.

Харечко Ю.В. в своїй книзі [2] характеризує ці типи ВДС наступним чином:

« ВДС загального застосування з номінальним відключає диференціальним струмом I Δn до 30 мА включно зазвичай використовують в електроустановках будинків для додаткового захисту від ураження електричним струмом. ВДС загального застосування з IΔn , рівним 100; 300 і 500 мА, зазвичай застосовують в електроустановках будинків для забезпечення захисту при пошкодженні в складі автоматичного відключення живлення, а також в тих електричних ланцюгах, які мають великі струми витоку . »

« ВДС типу S мають номінальний відключає диференційний струм 100; 300 або 500 мА. Їх зазвичай застосовують для захисту електроустановки будівлі в цілому або її частин. ВДС типу S також призначені для селективного оперування з ВДС загального застосування. Деякі фірми виробляють спеціальні ВДС типу S з I Δn , рівним 1,00 А. »

Далі Ю.В. Харечко акцентує увагу [2] :

« Крім ВДС загального застосування, що спрацьовують без витримки часу, і ВДС типу S, що мають витримки часу, виробляють ВДС, які мають короткочасну затримку спрацьовування. Час відключення цих ВДС перевищує 0,01 с, але не перевищує значень максимального часу відключення для ПДС загального застосування. ВДС цих типів не спрацьовують при імпульсах диференціального струму тривалістю менше 0,01 с, які часто виникають під час включення електрообладнання через перехідних процесів, наприклад в помехоподавляющих конденсаторах, включених між небезпечними частинами, що перебувають під напругою, і відкритими провідними частинами електрообладнання класу I, приєднаними до захисних провідників. »

« ВДС загального застосування мають достатню стійкість до імпульсів електричного струму, які можуть бути викликані в електроустановці будинку грозовими або комутаційними перенапруженнями. Вони не спрацьовують від імпульсів струму з піковим значенням 250 А. Деякі фірми виробляють ВДС загального застосування, які мають підвищену стійкість до імпульсних струмів – до 3000 А. ВДС типу S характеризуються підвищеною стійкістю до небажаного спрацьовування від імпульсного струму з піковим значенням 3000-5000 А (8/20 мкс). »

8) За способом захисту від зовнішніх факторів, що впливають:

  • ВДС захищеного виконання (що не вимагає додаткової оболонки);
  • ВДС незахищеного виконання (для використання з додатковою оболонкою).

9) За способом монтажу:

  • ВДС поверхневого монтажу;
  • ВДС утопленого монтажу;
  • ВДС панельно-щитового монтажу (званого також типом для розподільних щитів і щитків).

Примітка – ВДС цих типів можуть призначатися для установки на рейках.

10) За способом приєднання:

  • ВДС, приєднання яких не пов’язані з механічними кріпленнями;
    ВДС, приєднання яких пов’язані з механічними кріпленнями, наприклад втичні і болтового типів.

Примітка – Деякі ВДС можуть бути втичні або болтового типу тільки з боку харчування. Затискачі для навантаження зазвичай використовують для проводового приєднання.

приклад маркування

Приклад маркування двополюсного ВДС (дивіться малюнок 3):

Маркування двополюсного ВДС
Мал. 3. Маркування двополюсного ВДС (малюнок запозичений з книги [3])

На малюнку 3 позначено:

  • 1 – товарний знак виробника;
  • 2 – серійний номер;
  • 3 – номінальний струм 100 А;
  • 4 – номінальна напруга 230 В;
  • 5 – номінальна включає і відключає здатність, номінальна диференціальна включає і відключає здатність, що дорівнюють 1 000 А;
  • 6 – номінальний струм запобіжника 100 А;
  • 7 – номінальний умовний струм короткого замикання 10 000 А;
  • 8 – орган управління контрольного пристрою ВДС;
  • 9 – індикатор стану;
  • 10 – температура навколишнього повітря від – 25 до + 40 про С;
  • 11 – позначення ВДС типу АС;
  • 12 – номінальний відключає диференційний струм 0,03 А;
  • 13 – орган управління ВДС (вимкнене положення).

Маркування повинна бути чітко видна після установки ВДС. Якщо розміри пристроїв не дозволяють розмістити всю перераховану інформацію, то дані, зазначені в п. 3, 8, 11, 12 повинні бути видні після їх монтажу .

В каталозі або експлуатаційної документації на виріб виробник також повинен вказати відомості хоча б про один пристрої захисту від короткого замикання, відповідному для захисту ВДС.

Розімкнуте (відключений) положення пристрою диференціального струму, керованого органом оперування, що переміщуються вгору-вниз (уперед-назад), має позначатися символом О (Колом), замкнутий (включене) його положення маркується символом I (Вертикальної рисою). Ці позначення повинні бути добре видно після установки ПДС. Для позначення включеного і відключеного положень ПДС допускається також використання додаткових символів.

При необхідності розрізняти вхідні і вихідні висновки ПДС їх слід чітко позначати, наприклад, словами «лінія» і «навантаження», розташованими близько відповідних висновків, або стрілками, що вказують напрямок протікання електроенергії.

Висновки пристрої диференціального струму, призначені тільки для приєднання нейтрального провідника, повинні бути марковані літерою « N ».

Орієнтовна номенклатура ВДС, серійно випускаються різними фірмами відповідно до вимог стандартів МЕК 61008-1 і МЕК 61009-1, наведена нижче в таблиці 1. Модифікації ВДС відмічені знаком «+». Знак «-» означає, що ВДС з зазначеними характеристиками, як правило, не виробляють.

Таблиця 1: Зразкова номенклатура ВДС типу AC і типу A (таблиця з книги [2] автора Харечко Ю.В.)
I n , А I Δn , мА двополюсні ВДС чотириполюсні ВДС
загального застосування типу S загального застосування типу S
16 10 +
30 +
25 10 +
30 + +
100 + + + +
300 + + + +
500 + + + +
40, 63, 80, 100, 125 30 + +
100 + + + +
300 + + + +
500 + + + +

Список використаної літератури

  1. ГОСТ IEC 60050-442-2015
  2. Харечко Ю.В. Короткий термінологічний словник щодо низької електроустановок. Частина 4 // Додаток до журналу «Бібліотека інженера з охорони праці». – 2015. – № 6. – 160.
  3. Харечко Ю.В. Захисні пристрої модульного виконання. – М .: ТОВ «АББ Індустрі і Будтехніка», 2008. – 336 с.
  4. ГОСТ IEC 61008-1-2020