Оказывается, убивает не само напряжение, а ток, протекающий через тело. При токе менее 0,5 мА (светло-зеленая область) человек ничего не чувствует. При токах 0,5-20 мА (темно-зеленая область) ток уже неприятно щиплет и кусает. При токах 20-100 мА (желтая область) человек дрожит и скручивает мышцы (не может отвести руку) и причиняет боль. При токах свыше 100 мА некоторые люди могут умереть. Вы можете видеть, откуда взялось значение 30 мА (зеленая линия) – при токе ниже этого значения вы вряд ли умрете и сможете самостоятельно принять меры, если почувствуете, что вас ударило током. При токе, превышающем это значение, вы должны немедленно принять меры по спасению, иначе вы можете погибнуть.
Для чего используются УЗО
Для защиты электрических сетей используются различные устройства, предотвращающие негативные явления и их последствия. Однако многие владельцы не до конца понимают различия между ними и их основные функции. В результате часто задается вопрос, зачем нужно устройство защитного отключения (УЗО). Это происходит потому, что его часто путают с автоматическим выключателем, хотя у них совершенно разное назначение и практическое применение.
Зачем нужен автоматический выключатель остаточного тока, если есть автоматический выключатель? Прежде чем рассматривать назначение УЗО, важно определить, в чем его основное отличие от автоматического выключателя. Все автоматические выключатели в первую очередь обеспечивают защиту электрической сети от любого вида повреждений, вызванных значительной перегрузкой по току. Автоматический выключатель также известен как прерыватель цепи или предохранитель. По сути, это то же самое, что и вилка, но она не одноразовая, а многоразовая.
Основное назначение автоматического выключателя – защита людей, а не сетей, приборов и оборудования от воздействия электричества. УЗО реагируют на токи, во много раз меньшие, чем те, при которых срабатывают автоматические выключатели. Устройство контролирует ток утечки, а не его состояние внутри сети. Даже небольшая величина тока утечки может нанести человеку значительный ущерб. Это один из ответов на вопрос, зачем нужны автоматические выключатели и УЗО.
Токи утечки возникают из-за повреждения контактов, ненадлежащей изоляции проводников и отдельных токоведущих частей вследствие износа, вибрации, механических повреждений и других негативных факторов. Вследствие этого на металлическом корпусе электроприбора появляется опасный электрический потенциал. Неосторожное прикосновение к опасной зоне приводит к короткому замыканию. В этом случае наиболее эффективным защитным устройством является автоматический выключатель УЗО.
Принцип работы УЗО
Рассматривая вопрос о том, для чего используется автоматический выключатель УЗО, важно не забывать о том, как он работает. Это устройство также известно как автоматический выключатель остаточного тока (АВДТ). Принцип его работы заключается в его названии, то есть в обнаружении разницы между входящим током – синфазным и исходящим током – нейтральным. Когда разница между синфазным и противофазным токами достигает определенного значения, устройство отключается и разрывает цепь.
Поэтому, решая, для чего используется УЗО, необходимо выбрать значение ниже того, которое может причинить значительный вред человеку. Чаще всего это значение выбирается между 15 и 30 мА. Принцип работы устройства позволяет размыкать цепь без контакта человека с опасной зоной, а просто по факту утечки тока. Таким образом, использование УЗО не только защищает жизнь и здоровье человека, но и предотвращает материальные потери из-за утечки тока и возможных пожаров.
Из этого следует, что автоматический выключатель остаточного тока и автоматический выключатель не могут заменить друг друга. Защитное устройство не защищает от коротких замыканий и скачков напряжения, а автоматический выключатель не реагирует на утечку тока. Поэтому характеристики обоих устройств объединены в автоматическом выключателе остаточного тока, более известном как автоматический выключатель остаточного тока.
Почему автоматический выключатель остаточного тока и автоматический выключатель?
Эти защитные устройства соединены последовательно в одну линию, но имеют разные защитные функции. Поэтому их следует устанавливать в комплекте. Кроме того, Установка автоматического выключателя остаточного тока с автоматическим выключателем рекомендуется в соответствии с разделом 7.1.76 Электротехнического кодекса..
Автоматический выключатель
Перегрузка кабельной линии может привести к Перегрузка кабельной линии может привести к нагреву проводника кабеля выше максимально допустимой температуры, которая для большинства кабелей составляет 60-80 °C. Это вызывает повреждение изоляции, что может привести к короткому замыканию и даже пожару.
В такой ситуации питание отключается с помощью теплового пускателя. Время срабатывания обратно пропорционально степени перегрузки.
Короткое замыкание в линии или устройстве особенно опасно. Сила тока ограничивается только сопротивлением проводников и может в сотни раз превышать номинальный ток. Максимальное время срабатывания автоматического выключателя не должно превышать 0,02 мс.
Автоматический выключатель срабатывает только при наличии сверхтока в сети и не может защитить людей от поражения электрическим током. Для этой цели используются устройства остаточного тока, такие как УЗО и автоматические выключатели.
Устройство остаточного тока (УЗО)
Это устройство срабатывает при повреждении изоляции или воздействии напряжения на человека. Это вызывает протекание тока через тело или контур заземления, который называется "током утечки".
Внутри дифференциального выключателя находится трансформатор тока, который контролирует возникновение этого тока через первичную обмотку. Отключение питания осуществляется с помощью встроенного реле, которое управляется вторичной обмоткой трансформатора.
Именно его контакты в основном определяют номинальный ток устройства, поэтому важно знать параметры автоматического выключателя сверхтока перед его выбором.
Каковы время-токовые характеристики автоматического выключателя?
Время срабатывания автоматического выключателя в случае перегрузки не является мгновенным. Время срабатывания защиты зависит от того, насколько ток сети превышает номинальный ток. Этот параметр называется время-токовой характеристикой и строится на графике с тремя опорными значениями:
- Условный ток без отключения Iun=1,13Iн. При такой перегрузке тепловая защита не срабатывает и автомат будет продолжать работать в течение всего периода эксплуатации.
- Условный ток срабатывания Iур=1,45Iн. Это ток, при котором защита сработает только через один час.
- Ток немедленного срабатывания. Указывает, при какой перегрузке сработает максимальная защита. В зависимости от типа устройства, он может превышать номинальный ток устройства в 3-20 раз.
Таким образом, ток в цепи, подключенной, например, к автоматическому выключателю на 16 А, может длительное время достигать 23 А, что негативно сказывается на контактах и обмотках трансформатора УЗО, находящегося в линии.
Вернемся к реальности. Почему могут происходить ложные срабатывания
Одна из причин, по которой автоматические выключатели УЗО не принимаются электриками старой закалки, – ложное срабатывание. А ложное срабатывание (при условии, что устройство исправно) может иметь только одну причину – есть утечка, и она заметна. Но причины утечек могут быть разными:
- Изоляция может быть неисправна. Если кабель старый и подвергается воздействию солнечного света, в изоляции могут появиться трещины. Если он немного намокнет, утечка будет непредсказуемой.
- Обычная утечка в оборудовании. Даже в эффективном оборудовании существует некоторая утечка, причем при переменном токе не обязательно иметь прямой контакт, достаточно, чтобы один из проводников сделал длинную петлю вдоль корпуса. Возникающая при этом емкостная связь достаточна для протекания небольшого тока. Фактическая утечка в линии со всеми подключенными устройствами может быть измерена с помощью специального прибора. Если прямое измерение невозможно, воспользуйтесь эмпирическим правилом (7.1.83 ПУЭ) – примите, что на каждый 1 А потребляемого тока счетчик будет иметь утечку 0,4 мА и утечку 10 мкА на каждый метр фазного провода. (Цифры усредненные, как средняя температура по больнице, но хоть что-то). Желательно, чтобы сумма всех утечек в цепи при нормальной работе не превышала 1/3 номинального дифференциального тока срабатывания. Глазурь на торте – если на УЗО указано, что дифференциальный ток срабатывания составляет 30 мА, это означает, что при 30 мА оно обязательно сработает. Оно точно не сработает при токе вдвое меньшем – 15 мА. Но если дифференциальный ток находится между этими значениями, это вопрос удачи. Если у вас есть УЗО на 30 мА, а к розеткам подключено несколько приборов, общая утечка которых при нормальной работе составляет 20 мА, то возникает ситуация, когда УЗО может сработать без видимой причины.
- Ошибка монтажа и где-то (например. в одной из розеток) имеется соединение между рабочим нулевым проводником N и заземляющим проводником PE или они перепутаны.
Автоматические выключатели остаточного тока для защиты от пожара? Они все огнестойкие!
Если вы откроете каталог производителя, то заметите, что УЗО выпускаются на разные остаточные токи. Если причина выбора тока 30 мА понятна, в принципе, можно предположить и 10 мА (еще более чувствительные устройства для более чувствительной защиты), то зачем нужны устройства на 100 мА или даже 300 мА? При таких токах человек погибнет!
Такие УЗО часто называют "противопожарными", так как из-за большого остаточного тока они обеспечивают слабую защиту от поражения электрическим током, но при этом обеспечивают защиту от повреждения изоляции. Если изоляция повреждена и дуга загорается при контакте с другим проводником, это приводит к обугливанию изоляции и выделению тепла, которое может воспламенить горючие материалы вокруг. Если вам "повезет" и ток дуги будет небольшим, то автоматический выключатель не сработает. С другой стороны, выделяемого тепла и температуры может быть достаточно, чтобы вызвать пожар. Конечно, огонь нарушит изоляцию, произойдет короткое замыкание, и автоматический выключатель сработает, но пожар не будет потушен.
Отличия от автоматического выключателя
Так в чем же разница между УЗО и автоматическим выключателем остаточного тока в электротехнике? Не вдаваясь в подробности конструкции – автоматический выключатель срабатывает при токах, превышающих допустимую нагрузку сети (например, существуют устройства на 10, 16, 25 ампер), а наиболее популярные модели с автоматическим сбросом срабатывают при токе утечки 30 миллиампер (мА). Это означает, что ток почти в 1 000 раз меньше. Скорость срабатывания защиты составляет около 100 миллисекунд (0,1 с). За такое короткое время воздействия человек даже не почувствует удара.
В отличие, скажем, от автоматических выключателей, автоматический выключатель остаточного тока требует регулярного профилактического обслуживания. Однако в этом нет ничего сложного – каждый месяц владельцу необходимо нажимать кнопку на корпусе.
Где и зачем устанавливать автоматический выключатель остаточного тока
Устройство может быть установлено как на отдельных ветках электросети, обслуживающих особо опасные участки (ванная комната, сауна, гараж, задний двор), так и на всей домашней сети. В западных странах часто не принято ставить слишком тонкую защиту, и его можно установить практически на любую группу розеток.
Для влажных и открытых помещений
Автоматические выключатели с остаточным током 30 мА или (реже) 10 мА используются для защиты от поражения электрическим током во влажных и сырых помещениях, а также на открытом воздухе. Эти устройства обеспечивают комфортный уровень безопасности, но они слишком чувствительны и, если используются во всей домашней сети, могут вызвать неприятные срабатывания.
Для всей домашней сети
Выключатели на 100 мА (не говоря уже о 300 мА) не так удобны – человек почувствует удар током, но не пострадает, – но они также менее чувствительны. Их устанавливают в домашней сети как дополнительное средство безопасности, а также как защиту от пожара. Эти устройства способны улавливать утечки, возникающие при скрытых повреждениях проводки. Например, где-то в стене или в розетке за мебелью произошел обрыв кабеля, или ослабли винтовые клеммы контактов. Кабель или розетка начинают нагреваться. Если токи утечки недостаточно велики (меньше, чем токи короткого замыкания), автоматический выключатель не сработает. В таких случаях требуется специальный автоматический выключатель остаточного тока с током срабатывания 100 мА или 300 мА.
Места установки
Автоматический выключатель обычно устанавливается в бытовом распределительном устройстве на DIN-рейку. Подключение автоматического выключателя утечки на землю и автоматического выключателя может быть выполнено в любом порядке (при условии правильной схемы подключения), но УЗО устанавливается спереди, а затем автоматический выключатель – такая схема проще и меньше вероятность ошибки неопытного монтажника.