Классы УЗИс
В соответствии с особенностями конструкции, все УЗИс разделяются на следующие категории:
- Отдельные устройства с детектором искрения и средствами размыкания. Могут последовательно соединяться со средствами защиты от коротких замыканий.
- УЗИс с детектором искрения, входящим в конструкцию устройства.
- Прибор с детектором и защитным устройством, подключаемым на месте эксплуатации.
Монтаж и подключение защитного устройства немеханическим способом или механическими средствами, например, вставным путем или болтовыми соединениями.
Численность полюсов и токовых линий:
- Однополюсные приборы с двумя токовыми линиями.
- Двухполюсные устройства.
В перспективе рассматривается возможность производства УЗИс, способных обеспечивать информацией систему мониторинга.
Причины пожаров и защита от них
В современных квартирных электрощитах применяется множество устройств, которые призваны повысить безопасность.
- Автоматы (автоматические выключатели) отключают потребителя в случае короткого замыкания или перегрузки.
- Дифавтоматы отключают потребителя в тех же случаях, что и автоматы, но еще и при возникновении утечки тока, тем самым уберегая человека от поражения током.
- УЗО отключает при утечке, но используется только совместно с отдельным автоматом, так как он туда не встроен.
- Недавно массово стали устанавливать в щиток реле напряжения, которое следит за напряжением и отключает потребителя в случае, когда напряжение выходит за установленные рамки, тем самым спасая технику от поломки.
Не так давно изобрели новый тип устройств, позволяющих минимизировать возможность возникновения пожара. О них пойдет речь дальше.
Если задуматься и проанализировать из за чего может возникнуть пожар, то окажется, что большая часть происходит по причине неисправности в электропроводке. Попробуем перечислить все возможные ситуации возникновения возгорания с участием электричества:
- забытый утюг 🙂
- неправильная эксплуатация или неисправность электронагревательных приборов
- короткое замыкание или перегрузка проводки, но только в случае, когда автомат по какой то причине не сработал или сработал поздно.
- скачки напряжения в питающей сети, которые могут вызвать неисправности бытовых приборов, например, пробой изоляции фильтрующих конденсаторов, и как следствие – возгорание.
Искрение – оно же электрическая дуга, может возникнуть при разных неисправностях изоляции или плохого контакта в соединениях. Нагревание и обугливание изоляции в местах плохого контакта и повышенного сопротивления, вызывает обугливание изоляции, обугленная изоляция уменьшает свое сопротивление, что еще больше усугубляет эффект нагрева. Таким образом обугленные части изоляции, могут начать проводить ток с последующим лавинообразным нарастанием этого процесса и возникновение дуги, что может вызвать возгорание.
В первым и втором случае, сами производители бытовых приборов, принимают меры исключающие возможность возгорания, устанавливая в них всевозможные системы безопасности.
В утюгах подороже например, ставят датчик положения и движения, которые отключат утюг в горизонтальном положении без движения за время меньше минуты, и в вертикальном положении без движения за несколько минут, что позволяет исключить человеческий фактор. Забывчивым рекомендую искать в продаже именно такой утюг 🙂
В обогревателях обычно есть несколько датчиков перегрева и датчик отслеживающий правильное рабочее положение, а именно – кнопка отключающая прибор при опрокидывании.
В случае перенапряжения в сети помогает реле напряжения. Оно срабатывает при повышенном напряжении или от скачка напряжения.
Для частных домов особенно актуальна защита от скачков напряжения во время грозы. Такой скачок напряжения может оказаться значительным. Для полной защиты поможет варисторная защита – ОПС1-D или подобное. Варистор поглощает энергию во время скачка напряжения.
Таблица состояний индикатора УЗДП IEK
На передней панели устройства расположен двухцветный индикатор, который может гореть, мигать или не гореть двумя цветами – красным и зеленым.
Таблица индикации состояния работы и аварий УЗДП IEK
Разберём подробно состояния, индицируемые этим светодиодом.
Таблица светодиодной индикации неисправностей и состояния работы
- Постоянный зелёный – всё ОК. Всё включено и работает.
- Постоянный красный – выполнена основная функция устройства, оно отключило нагрузку вследствие искрения в цепи нагрузки. Что дальше? Просто включаем УЗДП, и смотрим, что будет дальше. Наша цель – найти место и устранить причину искрения. Как это сделать – будет ниже.
- Мигающий зелёный – устройство отключилось по причине превышения порога 275 В. При этом в момент наблюдения напряжение ниже 275 В, можно включать УЗДП и наслаждаться благами электрификации всей страны.
- Мигающий красный – то же самое (выключено из-за превышения уровня 275 В), с маленьким отличием – в сети сейчас авария, и включать УЗДП нельзя (хотя нет, можно, но через долю секунды оно выключится). Тут нужно разобраться, что произошло, либо подождать в надежде, что светодиод станет мигать зелёным цветом. Если “зелёного” нет, придётся вызвать электрика. И поблагодарить УЗДП – иначе бы наши лампочки Ильича не миновала печальная участь.
- Мигающий двумя цветами – самое печальное событие, УЗДП сам проверил своё “здоровье”, и решил, что неисправен. Можно попробовать “перезагрузить” его, выключив и включив обратно вводной автомат (ведь внутри – контроллер, а они имеют свойство иногда “зависать”). Если это не помогло – нужно выключать вводной автомат и снимать УЗДП на замену. Временно можно поставить двухполюсный автомат с током не менее номинала УЗДП. Почему двухполюсный автомат, неужели он является аналогом УЗДП? Конечно, нет, просто контакты такого автомата и УЗДП идеально совпадают, и их можно использовать в данном случае как клеммы.
Пикантный вопрос, который я не раз поднимал в статьях про реле напряжения – надо ли ставить байпас? Его теоретически можно сделать в виде автомата параллельно фазным выводам УЗДП. С одной стороны, его могут включить некомпетентные пользователи, и тогда герой статьи останется не у дел. Но если наш “пожарник” начнёт мигать всеми цветами – восстановить работу квартиры можно за секунду. Естественно, производитель ставить байпас не рекомендует, поэтому решайте сами.
Казалось бы, почему при восстановлении уровня напряжения устройству не включиться? Однако, это запрещено ГОСТом 62606-2016 – должен прийти человек, проанализировать причину, убедиться в безопасности, и вручную подать питание.
Как происходит пожар
Согласно статистике, главная причина пожара в быту – электропроводка. В новостях обычно причину возгорания называют просто – короткое замыкание. При этом журналисты вообще не понимают сущность этого термина. Имеется ввиду, что причина возгорания – неисправность электропроводки.
Но давайте разберёмся точнее, что может быть причиной несчастья. Я вижу три основные группы причин возгорания из-за электрики:
- Перегрузка в результате превышения мощности или короткого замыкания. Возгорание может возникнуть, если неправильно выбрана пара “защитный автомат/провод”. Я к тому, что при правильном выборе номинала автомата и сечения провода (без экономии) возгорания не произойдёт. При перегрузке автомат сработает по тепловой защите, при коротком замыкании – по электромагнитной. Писал об этом не раз, например тут и тут.
- Искрение электропроводки в результате плохого контакта или частичного обрыва электрической цепи (последовательный пробой). Тут никакой защитный автомат не поможет, даже правильно выбранный ABB, поскольку ток дуги будет меньше либо равным нормальному току в данной цепи.
- Искрение в результате контакта там, где его не должно быть в результате повреждения изоляции или смещения частей электропроводки под напряжением (параллельный пробой). При параллельном пробое ток в цепи может быть больше нормального тока, но есть большая вероятность, что длительности и уровня тока пробоя не хватит для выключения автомата (неполное КЗ). А вот для воспламенения одежды около искрящей розетки – вполне хватит!
Вот наглядно, в картинках показаны причины возникновения последовательного и параллельного пробоя, приводящие к пожару:
Причины возгораний в электросетях. Кто первый напишет в комментарии, где на этой картинке орфографическая ошибка?
Так вот, устройств для предотвращения дугового пробоя (искрения) в природе не существует. Точнее, их всего два:
- Человек со своими органами чувств,
- Устройство защиты от дугового пробоя с обнаружением искрения (на основе анализа тока в нагрузке).
Надеяться на органы чувств не стоит, поэтому остается только вариант с электронным обнаружением искрения (УЗДП).
Вот итоговая табличка, кто на что способен:
Причины возгорания и устройства – кто на что реагирует
Коротко поясню –
- автоматический выключатель (защитный автомат) защищает цепь от превышения тока в цепи выше его номинала и от КЗ;
- УЗО (устройство защитного отключения) защищает человека от прямого прикосновения к токоведущим частям. Факт прикосновения определяется по повышенному току утечки, после этого цепь отключается;
- Дифавтомат (дифференциальный автомат) содержит в себе два предыдущих устройства – защитный автомат и УЗО.
Как видно, ни одно из перечисленных устройств не может защитить от искрения и в итоге от пожара. Это способно сделать только УЗДП.
Ниже я дам схему, которая включает все эти устройства, максимально защищая и человека, и электропроводку, и нагрузку от всех бед, включая пожар.
Как работает AFDD. Плюсы и минусы
УЗИс имеет функцию обнаружения опасного искрения и отключения потребителя, также отключит подачу энергии в случае превышения напряжения, что тоже полезно.
AFDD отключит потребителя от питающей сети при:
- перегрузке, так же как автомат;
- при утечке тока 30 мА, также как УЗО;
- при обнаружении искрения, так же как УЗИс.
В случае с применением УЗИс проще выявить причину срабатывания, так как он может сработать либо при обнаружении искрения, либо при перенапряжении. Если сработает другая защита, например автомат, то это будет видно по положению рычажков.
Ещё, его проще и дешевле заменить, в случае неисправности, или временно обойтись без него, не оставляя при этом щиток и проводку совсем без защиты. AFDD имеет функции 3 в 1, но при его срабатывании неизвестно, что было причиной, так как рычажок один, а причин срабатывания может быть три.
Еще, к недостаткам можно отнести замену AFDD по причине его неисправности, которую придется проводить на такой же и сразу, или, установить хотя бы автомат вместо AFDD, что вызывает неудобство. К тому же, замена AFDD будет стоить дороже, чем если менять одно из 3-х неисправных устройств по отдельности, как в случае с УЗИс. Преимущество AFDD это компактность и более простая установка, чем 3-х устройств по отдельности. Ещё такое решение уменьшает количество контактов и повышает надежность.
Маркировка
Маркировка может наноситься непосредственно на корпус прибора или размещаться на закрепленной табличке. Сюда входят следующие данные и характеристики:
- Название производителя или его торговая марка.
- Номер серийный или по каталогу.
- Величина номинального тока, напряжения и частоты.
- Показатель номинальной коммутационной способности.
- Принципиальная электрическая схема.
- Ссылка на ГОСТ.
Степень защиты, превышающая IP20, должна соответствовать фактическому стандарту, независимо от способа установки. Если же для повышения защиты используются специальные аксессуары и приспособления, они должны быть отражены в технической документации. Здесь же размещается полная информация об изделии, в том числе и пункты, не вошедшие в маркировку.
Для обозначения разомкнутого и замкнутого состояния используются символы «О» и «|». Последний наносится в виде прямой вертикальной линии. Данная индикация может наноситься с помощью дополнительных национальных символов страны, где используется устройство. Данная символика должна обязательно просматриваться после монтажа УЗИс на свое место. Вместо обозначение может использоваться кнопка, находящаяся в замкнутом положении, которое хорошо просматривается. Если же она не удерживается в данной позиции, то положение контактов обозначается другими доступными средствами.
Зажимы для подключения к питающей сети и нагрузке также обозначаются маркировкой. Это могут быть надписи «сеть» и «нагрузка», нанесенные возле соответствующих контактов или указательные стрелки в направлении потока энергии в сети. Символом N обозначаются контакты, предназначенные для подключения нейтрального провода.
Пример установки УЗИс
Совсем недавно я установил УЗИс и пользуюсь им, нареканий пока нет, ложное срабатывание было один раз за месяц эксплуатации, думаю это терпимо. Моё жилище теперь в этом плане более защищённое, чем было до того.
Узис Установка в вводном щитке
Слева направо: Узис Эколайт, УЗО, вводной автомат, защита от перенапряжений.
Про срабатывания могу сказать, что на сегодняшний день их было уже 4, одно из них точно по напряжению, 2 точно по искрению, 1 не знаю от чего, меня не было дома, жена стирала в стиралке. Все случаи срабатывания были при активном пользовании техникой, учесть что у меня квартира и проводка очень старая, всё требует ремонта, то я не уверен, что срабатывания все были ложными. На всем новом было бы более корректно утверждать, что устройство срабатывает ложно.
Мой опыт пользователя: вчера работал сварочным аппаратом, всё ОК, УЗИс не срабатывает. Но сварочник трансформаторный, а не инверторный, и подключал его до УЗИс. На предмет срабатывания после УЗИс, я не пробовал. Но всё впереди, планирую испытать его по полной.
Еще одно- думаю что американцы и европейцы правы, что прибор защиты ставят в каждую линию, так однозначно лучше.
Схема подключения
Для начала – схема самого УЗДП:
Принципиальная электрическая схема УЗДП
Обратите внимание ещё раз – как на схеме, так и в реальном устройстве ВХОД снизу, ВЫХОД сверху!
Схема включения нашего устройства простая, главное – защищать его автоматом!
Схема подключения УЗДП ИЭК через защитный автомат
УЗО, Дифавтомат подключаются по обычным правилам. В итоге схема включения будет такой:
Включение УЗДП в схему совместно с защитным автоматом и УЗО
Вместо связки АВ + УЗО можно применить Дифавтомат. У того и другого варианта есть свои плюсы и минусы, но сейчас не об этом.
Устанавливать УЗДП лучше поближе к потребителям, в квартирном щитке. Так обеспечится максимальная чувствительность. При этом нужно понимать, что проблем с электропроводкой ДО места установки УЗДП не обнаружит.
Принцип работы и устройство
Конструкция УЗИс предполагает его монтаж на ДИН-рейку со стандартной шириной 35 мм. Все детали размещаются в неразборном пластиковом корпусе с классом защиты IP40. Для подключения на входе и выходе установлены 4 контакта. С правой стороны имеется нанесенная схема подключения со всеми обозначениями и величиной предполагаемой нагрузки.
На передней панели находится рычаг, соединенный с расцепителем, с помощью которого защищаемая цепь включается и отключается. Здесь же расположен регулятор, устанавливающий максимально допустимое напряжение сети в пределах 260-290 В. Контроль над сетью и состоянием самого прибора осуществляется через светодиод, работающий в нескольких режимах индикации.
Подключение фазного проводника производится с разрывом внутри устройства, где и выполняется его коммутация. Нулевой провод проходит непрерывно через весь прибор от входа до выхода.
В комплект УЗИс входит специальное приспособление, имитирующее искрение, позволяющее контролировать работоспособность защитной зоны. Его внешний вид напоминает вилку под стандартную розетку
Использование этого устройства особенно важно на протяженных линиях, где затухающий сигнал не всегда определяется защитой
Принцип работы устройства, определяющего искрение на расстоянии, происходит следующим образом. В процессе контроля производится слежение за состоянием тока, проходящего через аппарат. При появлении искрения в каком-либо месте, происходит искажение синусоиды в виде хаотичных разрывов. Отмечается возникновение помех, скачкообразное изменение силы тока и напряжения. Однако, только этих параметров недостаточно для принятия решения об отключении. В конце концов это привело бы к частым ложным срабатываниям.
В связи с этим современные УЗИс дополнительно анализируют следующие параметры:
- Анализ тока, дифференцирование дуги от полезной нагрузки.
- Выясняется мощность дуги и степень ее опасности.
В случае определения ситуации, как потенциально опасной, УЗИс разрывает цепь и отключает питание. При наличии в сети импульсов с амплитудой, не превышающей заданного значения, устройство признает их не опасными и никак не реагирует.
Конструктивные особенности
Прибор изготовлен для установки на стандартную 35 мм DIN рейку. Устройство защиты от искрения имеет неразборный корпус IP40 с четырьмя контактами, IN и OUT для подключения в электросеть. С правого бока корпуса нанесена схема подключения в электросеть, с условными обозначениями входа и выхода, а также предполагаемой нагрузки.
На лицевой стороне расположен рычаг свободного расцепителя, для включения и отключения защищаемой цепи. Там же размещен регулятор установки максимального допустимого напряжения сети, с 260 до 290 Вольт. Для взаимодействия с пользователем выведен светодиод, по режимам индикации которого можно определить состояние прибора и контролируемой сети.
Клемма IN (вход), расположена снизу устройства, а OUT (выход на потребителей) расположился вверху. Такое решение призвано для удобства монтажа в распределительный щит и экономии места в нем
Также стоить обратить внимание на то, что проводник L коммутируется в устройстве, а N соединяет вход и выход без разрыва
В комплекте с прибором поставляется средство контроля функционирования зоны защиты, которое имитирует искрение в сети. Выполнено оно в форме вилки для стандартной розетки. С помощью данного прибора можно определить исправность УЗИс, а также проконтролировать зону функционирования защиты устройства (чувствительность аппарата). Используя средство контроля можно определить способность защиты от искрения чувствовать начало опасных процессов на определенной дистанции, поскольку на продолжительных линиях сигнал затухает и не детектируется прибором защиты.
На видео ниже вы можете ознакомиться с испытаниями устройства защиты от искрения, в том числе и нашим:
Важно! На зону функционирования могут воздействовать помехи от импульсных источников питания электроприборов. В этом случае производитель рекомендует подключение проблемных потребителей через стандартный 3-х метровый удлинитель
Помимо этого в комплекте идет наклейка с расшифровкой сигналов индикатора УЗИс, которая наклеивается на дверцу ЩР.
Основные технические характеристики устройства защиты от искрения:
Чтобы узнать больше о рассматриваемом приборе, рекомендуем просмотреть видео:
Испытания на стенде
Я немного “погонял” УЗДП на лабораторном стенде.
Проверка работы УЗДП при помощи чайника
Проверка на автотрансформаторе (ЛАТР) показала, что УЗДП перестает функционировать при напряжении менее 100 В. При этом нагрузка остается включенной, но индикатор работы тухнет.
Выключение нагрузки происходит при напряжении 275 В, как и заявлено. При понижении напряжения включение происходит примерно при 270 В.
В испытаниях задействован чайник мощностью 1800 Вт, его ток – более 8 А.
Подключение нагрузки к УЗДП для испытания
Я вызывал искрение, двигая вилкой в незажатых клеммах. В результате – УЗДП выполнял чётко свою функцию, в зависимости от длительности искрения.
Реальное искрение и результат показан на видео:
Особенности подключения
У производителя в инструкции есть условная схема подключения приборов шлейфом. При этом может быть такой случай, когда в данной группе подключения имеются приборы, которые сильно «фонят» при работе, и мешают УЗДП правильно распознавать дуговой пробой от устройства контроля или от реальной дуги. Это могут быть дешевые блоки питания, электронные трансформаторы, и т.п.
Зоны обслуживания, которые может не видеть УЗДП (-), при наличии проблемных электроприборов
В результате УЗДП может «не видеть» реальной опасной ситуации.
Как выйти из этого затруднения? Нужно подключить «некачественную нагрузку» через удлинитель 3-10 м, либо (если это реализуемо) включить её в другую цепь.
Увеличение зоны обслуживания при помощи удлинителя
