Защита от искрения и дуги — УЗИС, AFDD. Виды, принцип действия, правила и ГОСТ для них.

На сегодняшний день для защиты электропроводки в наших домах и квартирах достаточно всем привычных автоматических выключателей, УЗО или дифф.автоматов.
Однако в недалеком будущем к ним могут добавиться еще одни устройства, пока малознакомые рядовому потребителю, но все более активно внедряющиеся в нашу жизнь, как на добровольном уровне, так и на законодательном. По крайней мере нормативно правовая база идет именно в этом направлении (ГОСТ Р50571.4.42-2017).

По простому их называют искрозащитные или защитные устройства от дуги. Пока их установка всего лишь рекомендация, но в ближайшие годы все может резко измениться. Подобное было и на первоначальных этапах внедрения УЗО.

Сокращенных названий у данных девайсов множество:

• УЗИС — устройство защиты от искрения

• AFDD — так его называют в Западных странах

• AFCI — аббревиатура применяемая в США

• УЗДП — устройство защиты от дугового пробоя

Какое из названий более верное? Согласно ГОСТ IEC 62606-2016 правильнее будет называть его УЗДП, хотя в народе больше прижилось самое первое — УЗИС.

Давайте поподробнее разберемся что же это такое и для чего они вообще нужны.

Причины пожара в электропроводке

Данные устройства фиксируют наличие искры в проводке и обесточивают ее. Основная причина пожара в домах это не какая-то утечка тока, от которой призваны защищать противопожарные УЗО ( с током утечки 100-300мА) и даже не короткие замыкания.

Если монтаж электрики выполнен правильно, верно подобрано сечение и номинал автомата, то риск возникновения и распространения огня минимален.

Чаще всего пожары случаются из-за искрящей проводки или дуги возникающей при плохом контакте.

Можно перечислить 9 основных причин этих явлений:

• механическое повреждение кабеля

• ослабленный контакт, появляющийся не только по истечении долгого времени эксплуатации, но и по причине применения неправильного инструмента

• передавленный кабель

• повреждение грызунами скрытой проводки за полыми стенами из-за отсутствия защиты гофрорукавом

• повреждение наружной изоляции и отсутствие элементарной защиты в виде изоленты или термотрубки

• старение изоляции, которое своевременно выявляется специальными приборами

• заводской дефект кабеля, изготовленного не по ГОСТу

• неполноценный контакт (из-за плохой розетки или несоответствующей вилки)

• скрутка меди и алюминия
  Читайте также:  Защита от гнева богов. Устройства защиты от импульсных перенапряжений

Более того, искрение может возникнуть даже на казалось бы цельном проводе или кабеле. Достаточно было при монтаже сделать слишком крутой изгиб или случайно поставить на него что-то тяжелое.

В принципе об этих проблемах и причинах знали достаточно давно, но технологии не существовало до конца 90-х годов. Впервые они были применены в электросетях США и Западных странах.

Наиболее широкое распространение они получили в деревянных домах каркасного типа, где все провода без всяких гофр и труб открыто прокладываются сквозь горючие перегородки.

Безусловно, такая защита не панацея и не спасет например от элементарного нагрева контактов. Если у вас вилка не искрит в розетке, а всего лишь греется, или окислился контакт в месте соединения медной проводки с алюминиевой, что также приводит к нагреву, то пожара не избежать и дугозащитные устройства здесь не помогут.

Хотя опять же за рубежом, уже постепенно начинают внедрять розетки со встроенной термической защитой. При перегреве они автоматически отключаются.

Правда такие розетки еще нигде, даже в США не обязательны для монтажа и устанавливаются на добровольных началах.

Классы УЗИП

На сегодняшний день все устройства от импульсных перенапряжений делятся на три класса. И каждый из них выполняет свою роль.

Модуль первого класса гасит основной импульс, он устанавливается на главном вводном щите.

После погашения самого большого перенапряжения, остаточный импульс принимает на себя УЗИП 2 класса. Он монтируется в распределительном щитке дома.

Если у вас не будет устройства I класса, высока вероятность что весь удар воспримет на себя модуль II. А это может для него весьма печально закончится.

Поэтому некоторые электрики даже отговаривают заказчиков ставить импульсную защиту. Мотивируя это тем, что раз вы не можете обеспечить первый уровень, то не стоит вообще на это тратить денег. Толку не будет.

Однако давайте посмотрим, что говорит об этом не знакомый электрик, а ведущая фирма по системам грозозащиты Citel:

То есть в тексте прямо сказано, класс II монтируется либо после класса 1, либо КАК САМОСТОЯТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО.

Третий модуль защищает уже непосредственно конкретного потребителя.

Если у вас нет желания выстраивать всю эту трехступенчатую защиту, приобретайте УЗИП, которые изначально идут с расчетом работы в трех зонах 1+2+3 или 2+3.

Такие модели тоже выпускаются. И будут наиболее универсальным решением для применения в частных домах. Однако стоимость их конечно отпугнет многих.

Принцип работы устройств защиты от искрения

Каким же образом искрозащитное устройство, которое стоит в электрощитке на входе в дом, видит искрение провода в самой дальней розетке спальни или зала? Какая магия здесь используется?

Конечно же магии тут никакой нет, все основано на законах физики. Аппарат главным образом следит за спектром тока проходящего через него.

Когда в цепи электропроводки в любом месте начинается искрение, во первых искажается синусоида и она становится рваной. Сила тока и напряжение начинают скачкообразно изменяться. Возникают помехи.

Однако если бы защита была отстроена на отслеживание только этих параметров, было бы очень много ложных срабатываний. Именно этим грешили самые первые экземпляры.

Поэтому последние качественные УЗИС или УЗДП анализируют массу параметров:

• величину

• форму

• полярность

• продолжительность

• и темп следования скачков

Производителям аппаратов защиты от искрения и дуги, предписаны стандартом ГОСТ следующие три главные задачи:

• проанализировать ток, и при этом убедиться что его источник именно дуга, а не полезная нагрузка

Все что искрит с током дуги меньше чем 2,5А устройство вправе игнорировать и пропускать.

• выяснить насколько опасна эта дуга по ее мощности

Ведь простое включение вилки в розетку также вызывает искрение. Но при этом ничего отключаться не должно.

• если первые две задачи успешно решены и ток выявлен, то его нужно успеть разорвать в заданное время

УЗИс на двор

Как оказалось, во ДВОРЕ тоже не все так просто. Когда срабатывает по искрению от старой дрели, понятно. Но когда отключился два раза за час работы новым перфоратором Ferm FBH-620K, я в таком устройстве защиты разочаровался окончательно! Тем более срабатывает и на клавишных выключателях и при включении/отключении нагрузки через штепсельный соединитель (не всегда, но отключается). Отдельная розетка в некоторых случаях спасет, но откуда заранее знать от чего он сработает?! Не будешь ведь всегда тянуть удлинитель от отдельной, если рядом уже есть розетки! В общем морока, по закону подлости срабатывает в самый не подходящий момент. Уже не знаю что делать, наверное уберу совсем.

Виды и типы УЗДП

При всем при этом, ГОСТ не определяет как именно это сделать. Каждый производитель решает задачу по своему и оформляет соответствующие патенты.

• Меандр УЗМ 51МД

• AFDD Eaton

• УЗИс-С1-40 Эколайт

• Siemens 5SM AFD

• ABB S-ARC1
  Читайте также:  Как правильно установить автоматические выключатели и УЗО в электрощитке

• Hager

Только при наложении в совокупности всех факторов, защитный аппарат определяет что в цепи появилась дуга и отключает ее.

Если импульсы в сети меньше заданной амплитуды, то это считается не опасным и прибор не реагирует.

Ручных настроек в отличии от привычных нам реле напряжения, на таких дугозащитных «автоматах» нет.

В релюшках напряжения можно подкрутить срабатывание как по верхней границе, так и по нижней. Здесь же все параметры задаются на заводе изготовителе.

Безусловно, у самых первых подобных экземпляров все еще встречаются погрешности и ложные срабатывания. Технологию нельзя назвать до конца отработанной.

Однако большинство грубых ошибок уже исключены. Например обыкновенный пылесос, блендер или дрель, при включении могут породить похожую на дугу определенную волновую характеристику. Также дуга возникает при электророзжиге плиты.

Любой щеточный электроинструмент искрит, в особенности если его щетки уже достаточно выработались. Не говоря уже про начальный бросок пускового тока.

Производители учитывают все эти рабочие моменты и ложных срабатываний у качественных моделей становится все меньше и меньше.

Как быстро должны срабатывать такие устройства обнаружения дугового разряда? Зависит здесь все от напряжения и номинала тока дуги.

По требованию стандарта IEC 62606 при токе в 10А время срабатывания не должно превышать 0,25 секунд.

Вот таблица всех значений:

Назначение

Данные устройства выполняют сразу несколько функций:

• Быстрое отключение оборудования и электроприборов в однофазных сетях в случаях выхода параметров напряжения за установленные граничные пределы. Точно так же защита срабатывает и при обрыве нулевого проводника.
• Защита оборудования и других подключенных нагрузок на данном объекте от влияния скачков напряжения импульсного типа, произошедших в результате работы расположенных поблизости источников таких импульсов. В этом случае все приборы и электронная аппаратура оказываются надежно защищенными от разрушений и возможного возгорания.

Защитные устройства полностью контролируют состояние напряжения и предупреждают возможные причины, вызывающие срабатывание. После отключения в аварийном режиме устройство защиты УЗМ включается автоматически, когда сетевое напряжение приходит в норму. Такое включение происходит через определенное время задержки, настраиваемое пользователем.

Подобная защитная аппаратура может применяться при любых конфигурациях электрических сетей – TN-C, TN-S, TN-C-S, ТТ. Вместе с тем, ее использование вовсе не отменяет традиционные средства защиты – автоматы, УЗО и другие.

Кроме защиты, УЗМ-50Ц снижает пусковые токи при подключении нагрузок емкостного типа. В этом случае контакты реле замыкаются при нулевом значении сетевого напряжения, когда оно переходит через нулевой проводник.

Как найти место где искрит и почему выбивает дугозащита

Допустим устройство у вас сработало и все отключилось. Как найти место где возникла дуга и появились искры? Если у вас двухэтажный особняк с полсотней розеток, куда бежать в первую очередь и как узнать эту очередность?

Тут вам поможет ваш электрощиток. Чем больше в нем будет групп и автоматов, тем лучше.

Каждый автомат отвечает за определенную комнату или зону в доме. Отключаете их все скопом, после чего включаете УЗДП.

Далее по одному начинаете включать автоматические выключатели. Причем после включения каждого автомата выжидаете минимум по 10 секунд и только потом переходите к другому.

Имейте в виду, что в цепи должны быть подключены все приборы, которые работали до этого. Кроме того, они должны быть под нагрузкой, а не на холостом ходу. Иначе при токе до 2,5А устройство защиты от дуги может не сработать.

При включении дефектной линии дугозащита должна вновь отключить ее. Тем самым, вы определите проблемную зону или группу. Допустим это кухня.

Отправляете туда жену, чтобы она наблюдала, а вы тем временем вновь запускаете автомат. Визуально или по звуку можно будет установить место искрения.

А если все равно ничего не видно и не слышно? Тогда действуйте следующим образом. Начните поочередно выключать из розеток все приборы на этой линии.

Если УЗИС все равно срабатывает, то причина в самой проводке, а если нет, то виноват какой-то из отключенных приборов или конкретная розетка.

Включите в эту розетку другой прибор и посмотрите что изменится.

Методика поиска искрящего места

Искрение — это предвестник пожара. Поэтому если устройство искровой защиты постоянно срабатывает, то нужно искать место нестабильного контакта

Внимание следует обратить на следующие узлы:

1. Распределительные коробки. Открыть, посмотреть, поискать запах гари. Если отключить в квартире напряжение, то скрутки допустимо прощупать на нагрев.
2. Розетки, удлинители, штепсельные вилки. Они также греются и дымят при нагреве.
3. Квартирный распределительный щит. Часто бывают расшатаны винты на клеммах автоматических выключателей. Вследствие этого возникает плохой контакт с проводами и искрение. Клеммники на автоматах следует периодически подтягивать, но без фанатизма.

https://youtube.com/watch?v=ZYsLuwLibZY

Отдельно следует отметить основные признаки искрящих контактов:

• треск на месте искрения;
• запах гари;
• перегрев соединений;
• дым;
• моргающий свет;
• треск в динамиках акустических систем;
• свет, искры.

Принцип работы УЗДП основан на отслеживании состояния напряжения и тока в электропроводке. Контроль этих параметров позволяет на ранних этапах зафиксировать появление искр и дуги в скрутках и клеммниках и отключить электропитание квартиры. Как следствие, существенно снижается риск возгорания проводки или поломки дорогой бытовой электроники.

Устройство защиты от дуги более всего напоминает реле напряжения. Оба аппарата защиты имеют верхний и нижний предел рабочего напряжения. Однако УЗДП обладает более широким функционалом, то есть умеет срабатывать на искрение в скрутках и прочие ненадежные подгорающие контакты.