Селективное УЗО что это такое?

Компания ТМ Электро обращается к подготовленным специалистам и энтузиастам электротехники, уже знакомым с принципами работы УЗО, для детального изучения селективных устройств защитного отключения. Наш материал, построенный по принципу постепенного углубления от теории к практике, стремится стать наиболее полным онлайн-исследованием данной темы, опираясь на требования ГОСТ IEC 61008-1, ГОСТ IEC 61009-1 и ГОСТ Р 50571.3.

В первой части мы разберем теоретические основы, включая классификацию УЗО по типам (А, В), их соответствие характеру токов утечки, а также принципы обеспечения селективности срабатывания в сложных электросетях, опираясь на ПУЭ (Правила устройства электроустановок). Мы проанализируем, как номинальный ток утечки (IΔn), время срабатывания и номинальный ток короткого замыкания (Icn) влияют на селективность, и почему это критично для предотвращения ложных срабатываний и обеспечения непрерывности питания.

Скачки напряжения, перекос фаз и гармоники могут вывести технику из строя. Решение — комплексный анализ качества электроэнергии от сертифицированной лаборатории.

Во второй части статьи мы перейдем к практическому применению, представив реальные схемы подключения селективных УЗО в различных электроустановках. Вы увидите, как правильно спроектировать систему защиты, учитывая требования ГОСТ IEC 61008-1 и ГОСТ IEC 61009-1, и как выбрать аппарат, соответствующий задачам. Финальным аккордом станет демонстрация видео испытаний реального селективного УЗО от ТМ Электро, где наглядно будет показана его способность к селективному отключению токов утечки, подтверждая его эффективность и надежность в соответствии с заявленными техническими характеристиками. Мы открыты к вашим замечаниям и предложениям в комментариях, чтобы обеспечить максимальную полноту и достоверность представленной информации.

ВДТ и УЗО. Особенности

Компания ТМ Электро, руководствуясь нормами ГОСТ IEC 61008-1- 2020 («Выключатели автоматические, управляемые дифференциальным током, бытового и аналогичного назначения без встроенной защиты от сверхтоков. Часть 1. Общие требования и методы испытаний»), который является практически полным эквивалентом международного стандарта IEC 61008-1:2013, настаивает на корректной терминологии. Согласно данному стандарта, применяемое устройство именуется ВДТ (Выключатель дифференциального тока), а не более привычным для специалистов “УЗО”. Наша компания стремится к точности и профессионализму, поэтому далее будем использовать исключительно термин “ВДТ”.

Суть работы ВДТ, как определено в ГОСТ IEC 61008-1, заключается в его основной и единственной функции – отключении электропитания при обнаружении достаточного дифференциального тока утечки. Для гарантированного срабатывания данного устройства необходимо, чтобы фактический дифференциальный ток (IΔ) достиг значения, как минимум, равного номинальному отключающему дифференциальному току (IΔn), установленному производителем.

Назначение отключения по дифференциальному току критически важно для обеспечения безопасности. Дифференциальный ток представляет собой разницу между токами, протекающими по фазному и нейтральному проводникам цепи. Его возникновение свидетельствует о нарушении целостности электрической цепи, когда ток утекает мимо штатного пути – либо через поврежденную изоляцию, либо, что наиболее опасно, через тело человека. Неконтролируемая утечка может спровоцировать возгорание, поражение электрическим током и другие трагические последствия. Детальный анализ причин срабатывания ВДТ и связанных с этим вопросов, а также подробное рассмотрение терминологии, изложены в нашем исследовании «От какого тока всё-таки срабатывает УЗО? Разбираемся в терминологии».

Основные характеристики ВДТ

Компания ТМ Электро, руководствуясь требованиями ГОСТ IEC 61008-1—2020, уделяет особое внимание основным параметрам Выключателей Дифференциального Тока (ВДТ), обеспечивающим их корректную работу и безопасность.

Главным параметром любого ВДТ является номинальный отключающий дифференциальный ток (IΔn), как определено в п.5.2.3 стандарта. Данный параметр, часто называемый в обиходе “номинальным током утечки” или просто “утечкой УЗО”, обычно имеет значения 10, 30, 100 и 300 миллиампер. Важно понимать, что ВДТ не всегда срабатывает при любом значении дифференциального тока. Согласно ГОСТ IEC 61008-1, существуют четкие диапазоны:

• При дифференциальном токе IΔ в пределах от 0 до IΔn0 (номинальный неотключающий дифференциальный ток, например, 15 мА для ВДТ на 30 мА), ВДТ не должен отключаться.
• В диапазоне от IΔn0 (не включая) до IΔn (не включая), ВДТ может отключаться, но это не гарантировано.
• При дифференциальном токе IΔ, равном или превышающем IΔn и до определенного значения IΔm (минимальное значение номинальной дифференциальной включающей и отключающей способности, обычно 500 А или 10 IΔn, выбирается большее), ВДТ обязан отключиться без необратимых повреждений.

Различие между «номинальным отключающим дифференциальным током (IΔn)” и “номинальным током (In)” необходимо для исключения путаницы. Номинальный ток (In), указанный в п.5.2.1 стандарта, представляет собой ток, который ВДТ способен проводить в течение неограниченного времени без перегрева. Для модульных ВДТ этот параметр, как правило, составляет 25, 32, 40 или 63 ампера. Точное соблюдение этих характеристик гарантирует надежную защиту электроустановок и людей от поражения электрическим током, что является приоритетом для компании ТМ Электро.

ВДТ. Особенности

Компания ТМ Электро, следуя принципам максимальной безопасности и надежности, акцентирует внимание на преимуществах электромеханических ВДТ типа “А”, соответствующих требованиям ГОСТ IEC 61008-1 и ГОСТ IEC 61009-1. Электромеханические ВДТ, в отличие от электронных аналогов, не зависят от наличия напряжения питания. Это означает, что они сохраняют свою основную защитную функцию даже при полном отсутствии электропитания, реагируя на дифференциальный ток, протекающий в одном полюсе.

Такая независимость от источника питания обеспечивает повышенную безопасность, поскольку устройство остается функциональным даже при обрыве нейтрального проводника. Важно отметить, что электромеханические ВДТ срабатывают не только при обрыве нейтрали, но и в случае обрыва фазы, что существенно снижает риск поражения электрическим током при возникновении опасных напряжений на нейтральном проводе, например, в результате аварии. В отличие от электронных ВДТ, для электромеханических моделей не имеет значения полярность подключения (фаза/ноль) или направление подачи напряжения (верхние/нижние клеммы); их работа основана исключительно на фиксации достижения определенной величины дифференциального тока.

На российском рынке подавляющее большинство ВДТ являются электромеханическими, что соответствует мировым тенденциям, хотя ранее на рынке встречались и электронные модели, например, от Schneider Electric.

Тип “А” современных ВДТ указывает на их способность срабатывать не только от дифференциального тока синусоидальной формы, как у типа “АС” (согласно ГОСТ IEC 61008-1, п. 6.3), но и от пульсирующего постоянного тока утечки. Это имеет особое значение в эпоху широкого распространения бытовой электроники, которая часто генерирует именно такой тип тока, обеспечивая более полную защиту от современных угроз.

Чем отличается селективное ВДТ

Компания ТМ Электро, в своем стремлении к предоставлению максимально точной технической информации, обращается к положениям ГОСТ IEC 61008-1- 2020 при описании селективных Выключателей Дифференциального Тока (ВДТ). Несмотря на то, что данный стандарт охватывает как общие, так и селективные типы ВДТ, акцент на последних несколько ограничен.

Согласно разделу “Область применения” (ГОСТ IEC 61008-1, п. 4.1), ВДТ типа S (селективные) обладают повышенной устойчивостью к нежелательному срабатыванию, особенно в условиях воздействия импульсных напряжений, которые могут привести к пробою изоляции и возникновению остаточного тока.

Более точное определение ВДТ с выдержкой времени (типа S) дано в п.3.3.11 стандарта: “ВДТ, специально предназначенные для обеспечения заранее установленного значения предельного времени неотключения, соответствующего данному значению дифференциального тока.” Иными словами, селективные ВДТ характеризуются наличием временной задержки перед отключением, что позволяет им не реагировать на кратковременные, не опасные токи утечки.

Классификация ВДТ по условиям устойчивости к нежелательному срабатыванию от воздействия импульсов напряжения представлена в п.4.5 стандарта. Здесь выделяются ВДТ с нормальной устойчивостью (общего типа) и ВДТ с повышенной устойчивостью (тип S). Хотя в стандарте упоминаются импульсы напряжения, основная функция ВДТ, согласно таблицам 1 и 2, заключается именно в реагировании на дифференциальный ток.

Таким образом, ключевым и, по сути, единственным отличием селективного ВДТ от обычного является наличие выдержки времени отключения (задержки). Эта временная характеристика определяется табличными значениями, приведенными в ГОСТ IEC 61008-1, и позволяет обеспечить селективность срабатывания в каскадных системах защиты. Важно отметить, что в новой редакции международного стандарта IEC 61008-1:2024, который используется при производстве продукции для европейского рынка, пункт, касающийся импульсов напряжения, был исключен, что подчеркивает основной принцип работы селективных УЗО – временную задержку при дифференциальном токе.

Документы, посвященные установке селективного ВДТ

Компания ТМ Электро подчеркивает, что требования к селективности при подключении устройств защитного отключения (УЗО) регламентируются не только Правилами устройства электроустановок (ПУЭ), но и сводом правил СП 256.1325800.2016 (с изменениями), в частности пунктом 10.13.

Согласно данному пункту, для обеспечения селективного срабатывания при каскадной установке УЗО необходимо соблюдать определенные условия. При последовательном подключении устройств, установленных ближе к источнику питания, следует применять селективные УЗО с выдержкой времени. При этом номинальный дифференциальный ток срабатывания каждого последующего устройства должен быть не менее чем в три раза больше, чем у предыдущего, установленного ближе к нагрузке.

Тем не менее, как указано в технической литературе и подтверждается практическими испытаниями, точное соблюдение трехкратной выдержки времени затруднено из-за разброса параметров срабатывания реальных устройств. В ГОСТ Р 50887-96 и ГОСТ Р 50030.2-99, регламентирующих характеристики УЗО, указаны лишь предельные диапазоны времени срабатывания. Поэтому на практике, для обеспечения селективности в соответствии с рекомендациями СП 256, достаточно, чтобы максимальное время срабатывания УЗО с меньшим номинальным током утечки было меньше минимального времени срабатывания УЗО с большим номинальным током утечки и выдержкой времени. Такой подход гарантирует надежное функционирование системы защиты и соответствует нормам пожарной и электробезопасности, установленным в Российской Федерации.