Противопожарное узо, принцип работы, схема подключения

Противопожарное УЗО — условный термин, характеризующий рубильник с датчиком дифференциального тока и механизмом автоматического отключения линии в случае опасных утечек. В этом и состоит противопожарный эффект, который обеспечивается любым УЗО. При этом принято подразделять устройства защитного отключения с чувствительностью 10 — 30 мА для защиты человека от поражения токами утечки, и чувствительностью 100 — 300 мА для защиты от возникновения пожара по причине некачественной или поврежденной изоляции.

Противопожарное УЗО защищает только от значительных токов утечки, которые могут привести к возникновению пожара, и оно не предназначено для защиты человека от поражения электрическим током.

В данном обзоре подробно рассмотрим особенности использования УЗО с повышенной уставкой в системе квартирного и домашнего электрообеспечения и схематические примеры подключения в электрощите.

Функции противопожарного УЗО

К основным функциям противопожарного УЗО относят:

Контроль состояния вводного кабеля и его защита.
Контроль и защита линий потребителей, в которых дифференциальная защита не установлена.
Анализ исправности электрической схемы после модуля на предмет тока утечек через изоляцию.
Резервирование (дополнительная ступень защиты) расположенных ниже защит при их отказе и продолжающемся развитии аварийного режима.

Более подробно остановимся на функции резервирования, и отметим, что поскольку УЗО — быстродействующий выключатель, то при использовании обычных вариантов с уставкой 100 — 300 мА не удастся обеспечить селективность последовательно включенных устройств защитного отключения по дифференциальному току. Поэтому, при всплеске тока утечки до многократного значения от номинального отключающего дифференциального тока, во избежание одновременного срабатывания последовательно включенных устройств, основное УЗО должно иметь задержку по времени — селективность.

В качестве противопожарных (резервных) устройств применяют только селективные УЗО типа «S», имеющие выдержку времени на срабатывание 120-60 мс.

Причины возгорания электропроводки

Причинами возгорания электропроводки могут являться:

Нагрев проводников (локальный или на протяженном участке) из-за перегрузки.
Искрение в месте плохого электрического контакта (в соединениях, на клеммах электроприборов и аппаратов)
Утечка с неизолированных участков цепи (в соединительных, ответвительных и проходных коробках, распределительных щитах, электрических аппаратах).
Горение электрической дуги на каком-либо участке цепи, вызванное током короткого замыкания.
Повреждения изоляции кабеля.

Повреждения изоляции кабеля могут происходить по следующим причинам:

Электрические — от перенапряжения и сверхтоков.
Механические — удар, нажим, сдавливание, изгиб, повреждение инородным телом.
Воздействие окружающей среды — влажность, тепло, излучение (ультрафиолет), старение, химическое воздействие.

Развитие короткого замыкания из тока утечки, приводящее к возгоранию, происходит следующим образом:

В месте микроповреждения изоляции между находящимися под напряжением проводниками начинает протекать крайне малый точечный ток.
Под воздействием влажности, загрязнения, проникновения пыли с течением времени образуется проводящий мостик, по которому протекает ток утечки.
По мере ухудшения состояния изоляции, начиная со значения тока примерно 1 мА, постепенно происходит обугливание проводящего канала, возникает «угольный мостик», и происходит непрерывное возрастание тока.
При значениях тока утечки 150 мА, что соответствует мощности 33 Вт, возникает реальная опасность возгорания за счет нагрева теплом, выделяемым в месте повреждения изоляции, различных легко воспламеняемых материалов.

Где ставится противопожарное УЗО

Для повышения уровня защиты от возгорания при замыканиях на заземленные части, когда величина тока недостаточна для срабатывания максимальной токовой защиты, на вводе в квартиру (дом) рекомендуется установка УЗО с током срабатывания от 100 мА. Устройства с уставкой 300 мА целесообразны для использования на больших объектах со множеством электрощитов и длинными кабельными линиями.

Защитное устройство применяются в многоуровневых (многоступенчатых, каскадных) схемах как первая ступень дифференциальной защиты. Оно ставится в щитах учета или в этажных распределительных щитах после счетчика. При этом, с вводного автомата фазный и рабочий нулевой проводник заводятся непосредственно к прибору учета (электросчетчику). Далее, после прибора учета, устанавливается противопожарный УЗО.

Приводя частный пример, можно отметить, что применение противопожарного УЗО особенно актуально в деревянном доме, имеющем два и более распределительных щитов. При такой схеме нужно отслеживать как вводной кабель, так и не защищенные групповыми УЗО транзитные кабели, связывающие электрощиты.

Виды и типы

Современные производители предлагают самые разные виды и типы УЗО. Два самых популярных типа агрегатов по своему внутреннему исполнению на рынке электротоваров – это электромеханические (не зависят от силы тока) и электронные (зависят). Также выделяют селективные и противопожарные устройства.

Электромеханическое

Электромеханические УЗО широко популярны в использовании и применяются в электрических цепях переменного тока. Чем это вызвано? Тем, что при обнаружении утечки такое устройство сработает, предотвратив печальные последствия даже при самом мизерном напряжении.

Принцип работы противопожарного УЗО

Принцип работы как противопожарного, так и обычного УЗО одинаков основан по постоянном сравнении векторов тока, протекающих по фазному и нулевому проводнику.

Принцип работы УЗО

Рассмотрим подробно данный механизм:

В нормальном режиме электроснабжения, когда векторы тока равны, наводимые магнитные потоки от каждого провода, складываясь в магнитопроводе, уничтожают друг друга.
При образовании утечки ток в рабочем нулевом проводнике уменьшается на ее величину.
Пропорционально утечке изменяется суммарный магнитный поток. Он индуцирует в катушке магнитопровода электродвижущую силу (ЭДС).
Под воздействием ЭДС срабатывает исполнительное реле KL. Оно полностью снимает питание с защищаемой линии.

УЗО общего применения, обладая высоким быстродействием, предназначено для защиты человека от воздействия электрическим током. Противопожарное УЗО имеет повышенную уставку срабатывания на 100 или 300 миллиампер и, соответственно, меньшее быстродействие. Наглядно данное различие продемонстрировано в следующем графике:

Времятоковые характеристики УЗО
1 — времятоковая характеристика УЗО типа «S» (IΔn = 300 мА)
2 — времятоковая характеристика УЗО общего применения (IΔn = 30 мА)

Противопожарное УЗО с чувствительностью в 100 — 300 мА предупредит короткое замыкание и не допустит возгорания, обесточив все здание до устранения утечки тока. И такие устройства с грубой отсечкой в первую очередь прикрывают те участки сети, которые не защищены УЗО общего применения.

Разновидности по номинальному току

Наиболее популярными являются модульные приборы брендов ABB и Шнайдер Электрик. Возможны виды номинального электричества, что указывает на его величину, способную проходить бесконечное число раз через устройство: 16, 25, 40, 63 А. Поэтому выбор устройства должен основываться именно на этих величинах номинального электричества.

Устройства, которое могло бы обеспечить 100% защиту от сверхтоков (короткое замыкание, перегрузка сети), нет, и это нужно понимать. Именно поэтому важно, чтобы для всех УЗО был поставлен автоматический выключатель с номинальным током меньше или такой же силы. Это так говорится в правилах, однако я считаю целесообразным устанавливать УЗО и автомат таким образом, чтобы у устройства был больший размер номинального тока.

Такие «нарушения» правил попытаюсь объяснить детальнее. Известно, что автомат может очень долгое время пропускать электричество от 1 нор до 1,13, и только на протяжении часа – 1,13-1,45. Так, к примеру, если на 25 А и автомат и УЗО, за час устройство пропускает электричество в размере 36 А (25*1,45). Вероятнее всего, устройство просто сгорит.

Величину номинального электричества можно найти на передней части устройства.

Известные бренды производят устройства с номиналами, указанными выше, а вот китайские производители могут выпускать УЗО на 32 или 50А.

Пожарная безопасность электроустановок

Выделим информацию из нормативных документов, которая регламентирует использование УЗО для обеспечения пожарной безопасности электроустановок зданий, сооружений и строений:

ПУЭ 7. Правила устройства электроустановок. Издание 7	7.1.83. Суммарный ток утечки сети с учетом присоединяемых стационарных и переносных электроприемников в нормальном режиме работы не должен превосходить 1/3 номинального тока УЗО. При отсутствии данных ток утечки электроприемников следует принимать из расчета 0,4 мА на 1 А тока нагрузки, а ток утечки сети — из расчета 10 мкА на 1 м длины фазного проводника. 7.1.84. Для повышения уровня защиты от возгорания при замыканиях на заземленные части, когда величина тока недостаточна для срабатывания максимальной токовой защиты, на вводе в квартиру, индивидуальный дом рекомендуется установка УЗО с током срабатывания до 300 мА. 7.1.85. Для жилых зданий при выполнении требований п. 7.1.83 функции УЗО по пп. 7.1.79 и 7.1.84 могут выполняться одним аппаратом с током срабатывания не более 30 мА.
Федеральный закон «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» от 22.07.2008 N 123-ФЗ	Статья 82, пункт 4. Линии электроснабжения помещений зданий, сооружений и строений должны иметь устройства защитного отключения, предотвращающие возникновение пожара при неисправности электроприемников. Правила установки и параметры устройств защитного отключения должны учитывать требования пожарной безопасности, установленные в соответствии с настоящим Федеральным законом.
ГОСТ Р 53312-2009 УСТРОЙСТВА ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ Требования пожарной безопасности. Методы испытаний	п 6 Оснащению устройствами защитного отключения для предупреждения пожаров от электроустановок подлежат следующие здания и сооружения: Жилые здания: квартирные дома, включая квартирные дома для престарелых и семей с инвалидами, передвигающимися на креслах-колясках, а также общежития; индивидуальные жилые дома; дачи, садовые домики; бытовые помещения.
СП 31-110-2003 Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий	Приложение А.1.7. Использование УЗО для объектов действующего жилого фонда с двухпроводными сетями, где электроприемники не имеют защитного заземления, является эффективным средством в части повышения электробезопасности. Срабатывание УЗО при замыкании на корпус в таких сетях происходит только при появлении дифференциального тока, то есть при непосредственном прикосновении к корпусу (соединении с «землей»). В соответствии с этим установка УЗО может быть рекомендована как временная мера повышения безопасности до проведения полной реконструкции. Решение об установке УЗО должно приниматься в каждом конкретном случае после получения объективных данных о состоянии электропроводок и приведения оборудования в исправное состояние. Приложение А.5.1. К одноквартирным, дачным и садовым домам должны предъявляться повышенные требования электробезопасности, что связано с их высокой энергонасыщенностью, разветвленностью электрических сетей и спецификой эксплуатации как самих объектов, так и электрооборудования, поскольку в большинстве случаев электрооборудование не закреплено за квалифицированными, постоянно действующими службами эксплуатации.

Торговая марка

Говоря о торговой марке, мы, по сути, будем разбирать соотношение цены и качества. Дело в том, что существует негласная классификация всех изготовителей УЗО по их территориальному расположению – европейские модели, азиатские и российские.

Один из способов отличить подделку на видео:

У каждого из них продукция имеет свои характерные особенности:

И противопожарное УЗО, и устройство, защищающее людей от поражения электричеством, произведенные в Европе будут стоить на порядок дороже, чем модели России и Китая. Но такая цена гарантирует качество и надёжность. Не лишним будет знать, что некоторые компании Европы, кроме основного высококачественного ассортимента выпускают для рынков других стран УЗО с такой же надёжностью, но с заниженными техническими характеристиками.
Отечественные производители предлагают УЗО с более низкой ценой, чем аналоги из Европы, тем не менее, всем нормативным требованиям российских стандартов они отвечают. Пока у производителей России торговая сеть не настолько сильна, а сами устройства не способны конкурировать с азиатами по цене, с Европой в плане качества.

УЗО азиатских производителей имеют наибольший спрос в мире. Некоторые фирмы-изготовители из Азии заключают контракты с поставщиком продукции на российский рынок и в этом случае выпускают устройства под торговой маркой России.

Перед тем как выбрать торговую марку УЗО, определитесь, какими средствами вы располагаете для обустройства в квартире или в частном доме защитной автоматики. Самые предпочтительные фирмы:

швейцарская «АВВ»;
французские «Legrand» и «Schneider Electric»;
немецкие «Siemens» и «Моеllеr».

Среди отечественных производителей наиболее широкое применение получила продукция:

Курского , средняя цена и качество, гарантию на выпускаемые УЗО фирма даёт два года, что свидетельствует о надёжности изделий;
Московской («ИЭК»), не всегда положительные отзывы получает продукция, тем не менее, спрос на неё велик благодаря низкой стоимости;
Ульяновский , он входит в группу , что сказывается на качестве выпускаемой продукции и соответственно цене;
сравнительно молодая Санкт-Петербургская , на российском рынке она представляет компанию с мировым именем«Schneider Electric».

Что касается китайских производителей, то выпускаемые ими УЗО являются прямым конкурентом устройствам российской . Цена и качество находятся приблизительно на одном уровне, при этом гарантийный срок у китайского товара пять лет.