Как же работает устройство противопожарной защиты? Принцип действия этих устройств такой же, как и у устройств с меньшим номиналом, и основан на сравнении токов в нейтральном и фазном проводниках:
Противопожарное УЗО: рекомендации по выбору, правила и схемы монтажа. Противопожарное узо 100 или 300 какое выбрать.
Если устройство защиты настроено на ток 10-40 мА, то, как и в обычном случае, сеть постоянно отключена. Это происходит потому, что УЗО постоянно обнаруживает утечки, которые приводят к отключению питания на всех линиях в доме.
Короткое замыкание между электрифицированными частями сети и заземленными частями конструкции вызывает ток короткого замыкания, который может отключить автоматический выключатель.
Однако, если изоляция повреждена, ток короткого замыкания возникает не всегда. В некоторых случаях возникает только ток утечки 100-500 мА.
При напряжении 220 В мощность, выделяемая в точке короткого замыкания, достигает 100 Вт. Пламя карманной зажигалки имеет аналогичную мощность, и ее достаточно для нагрева места замыкания и воспламенения легковоспламеняющихся материалов, находящихся рядом. Для защиты от подобных ситуаций используется УЗО с характерным классом пожаробезопасности.
В зависимости от модели, это устройство может быть настроено на ток от 100 мА до 500 мА. Такие токи опасны для жизни и здоровья, но УЗО для частного дома способно защитить проводку от возгорания, а дом — от пожара.
Конструкция и работа этого устройства ничем не отличается от обычных устройств, за исключением более высокого тока утечки. УЗО и устройства остаточного тока (УОТ), используемые в жилых домах, имеют ток утечки 10-30 мА. Номинальный ток противопожарных устройств может быть любым, но обычно начинается от 25 А и зависит от реле, которым оснащено устройство.
| Информация! Количество полюсов зависит от числа фаз — двухполюсные приборы устанавливаются в однофазной сети, а четырёхполюсные в трёхфазной. |
Функции противопожарного УЗО
Основные функции противопожарного УЗО включают:
- 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.
Расширяя функцию резервирования, можно обнаружить, что обычные варианты с уставками 100-300 мА не могут обеспечить дифференциальную селективность по току для последовательно подключенных защитных устройств, поскольку УЗО являются быстродействующими автоматическими выключателями. Поэтому, если ток утечки увеличивается до величины, кратной номинальному току утечки, основное УЗО должно быть с задержкой по времени — селективным — для предотвращения одновременного отключения последовательно подключенных устройств.
В качестве противопожарных устройств (резервных) могут использоваться только селективные УЗО типа «S» с временем задержки 120-60 мс.
Общие функции дифференциального выключателя
В частных и промышленных электрических сетях для предотвращения пожаров и поражения электрическим током используются различные типы защитных устройств. Все они предназначены для реагирования в случае отказа электрической системы или нарушения изоляции кабелей.
Принцип их работы, внутренние компоненты и функции управления различны. Однако их задача везде одинакова — быстро прервать цепь в случае возникновения проблемы.
Не следует путать УЗО и автоматические выключатели остаточного тока, поскольку они имеют разные устройства и функции. Автоматический выключатель остаточного тока контролирует только возникновение тока утечки, в то время как автоматический выключатель утечки на землю может срабатывать и в случае короткого замыкания и перегрузки сети.
Устройство остаточного тока (УЗО) — это электрическое устройство, которое прерывает линию электропередачи при возникновении высокого тока повреждения. Последний возникает в результате пробоя изоляционного слоя в различных радиаторах и кабелях.
Если человек прикоснется к корпусу неисправного устройства в этой точке, ток потечет через корпус в землю. Это может привести к серьезным травмам. Чтобы предотвратить это, в цепи устанавливается автоматический выключатель остаточного тока (RCCB).
Автоматический выключатель остаточного тока и противопожарный выключатель состоят из:
- корпуса;
- трансформатора с тремя обмотками;
- реле ЭДС.
В нормальном рабочем состоянии электрический ток, протекающий через обмотки трансформатора, образует магнитные токи с разными полюсами. При их сложении эффект равен нулю. В этом состоянии реле замкнуто и проводит ток.
Однако, если происходит утечка, равновесие в обмотках нарушается. Реле реагирует на это, размыкая цепь. В результате напряжение в сети пропадает — неисправный электроприбор отключается, и человек больше не подвергается опасности. Выключатель УЗО срабатывает в течение нескольких миллисекунд.
В следующих случаях электроприбор становится источником пожара:
- коротких замыканиях;
- перегрузках в сети и/или самой электроустановке;
- сверхнормативных утечках, связанных с деградацией изоляции.
В первых двух случаях защитное отключение вызывается устройством остаточного тока (тепловым электромагнитным расцепителем) или сработавшим предохранителем. В третьем случае это автоматический выключатель остаточного тока. Существуют также специальные устройства контроля изоляции, но они дороги и редко устанавливаются в распределительных щитах квартир или домов.
Как УЗО способно предотвратить пожар?
При электротравмах нет искр, которые могли бы вызвать пожар. Однако пожар может быть вызван током утечки. Это связано с проводкой и током, протекающим по проводам. Провода изначально рассчитаны на строго определенные значения напряжения. Если эти напряжения превышают номинальные значения, то для возникновения открытого огня не требуется много времени.
Когда через нарушенную изоляцию протекает большой ток утечки, металл проводов, не рассчитанный на такую ситуацию, чрезмерно нагревается — это приводит к расплавлению изоляционной оплетки и нагреву окружающих предметов.
Задача УЗО — контролировать эту ситуацию и предотвращать перегрев кабелей. Если изоляция повреждена и образуется ток повреждения, защитное устройство просто отключает неисправную линию от сети. При наличии в цепи автоматического выключателя остаточного тока перегрев металлических проводников и, соответственно, пожар не возникают.
При токах утечки в диапазоне 300-500 мА и 220 В выделяется тепло, эквивалентное теплу от горящей бытовой зажигалки. При такой теплоотдаче неизбежно воспламеняется проводка и все, что находится поблизости.
Основной функцией рассматриваемой здесь категории УЗО является не защита людей, а повышение пожарной безопасности. Во избежание поражения электрическим током обычные устройства с меньшим током утечки подключаются в цепь после противопожарных устройств.
Функционально УЗО класса пожарной безопасности защищает:
- Вводный кабель перед собой.
- Проводку линии потребителей после себя.
- Подключенное электрооборудование, когда при сбоях не срабатывает расположенный ниже стандартный дифференциальный выключатель.
УЗО класса защиты от пожара является частью каскадной защиты сети 220 В. Оно не используется в системах контроля дыма и огня. Наоборот, такие защитные устройства могут там отсутствовать. При определенных обстоятельствах они могут вывести из строя такую систему мониторинга, что совершенно недопустимо.
Схема подключения противопожарного УЗО
Ток в 100 мА в сети переменного тока смертелен для человека, поэтому для защиты электрооборудования используются УЗО с уставкой 10 или 30 мА. УЗО на 100 или 300 мА с пожаробезопасным номиналом не может защитить от поражения электрическим током, поэтому такие устройства устанавливаются в главных цепях для обеспечения аварийного отключения всего здания. Это обеспечивает селективную защиту.
| Справка! Селективность защиты — это такое построение схемы и выбор параметров устройств защиты, при котором в аварийной ситуации отключается только неисправный участок, а всё остальное оборудование остаётся подключённым к сети. |
Противопожарное УЗО прерывает силовые кабели и автоматические выключатели, позволяет отключить только ту часть, в которой произошло короткое замыкание, и снижает количество ложных срабатываний.
Например, если вода попадает на электронную схему стиральной машины, ее линия питания прерывается, а все остальные приборы остаются включенными.
В некоторых случаях целесообразно заменить это устройство на устройство остаточного тока с теми же параметрами защиты. Это может сэкономить место в щите или улучшить защиту, заменив обычный автоматический выключатель дифференциальным выключателем.
Номинал противопожарного УЗО
Выбор автоматического выключателя для защиты дома связан с необходимостью прерывания подачи электроэнергии при возникновении токов утечки одновременно на нескольких линиях. Токи утечки на каждой отдельной линии могут быть небольшими, но общий ток значителен. Это происходит, например, при высокой влажности в ванной комнате или при затоплении квартиры соседями сверху.
Кроме того, конструкция противопожарного устройства должна гарантировать, что оно не сработает, если сработает одно из ближайших к месту повреждения защитных устройств. Этим требованиям отвечает двух- или трехступенчатая система защиты, в которой ток срабатывания каждой последующей ступени выше, чем предыдущей.
Обычные модели УЗО с противопожарной защитой имеют ток утечки 100 мА для квартиры или одноквартирного дома и 300 мА для сети многоквартирного дома. Существуют также устройства с регулируемыми значениями — 40-100, 63-100, 63-300 и 100-300 мА. Количество полюсов зависит от количества фаз — 2 полюса для однофазных и 4 полюса для трехфазных.
| Информация! Номинальный ток УЗО определяется вводным автоматическим выключателем и должен быть равен или больше номинального тока автомата. |
Где используется противопожарное защитное устройство
Противопожарные УЗО используются для противопожарной защиты в многоквартирных домах. Жильцы устанавливают устройство защиты в распределительном щитке на входе в квартиру. Энергокомпания требует, чтобы УЗО было установлено после счетчика. За редким исключением используются стандартные противопожарные устройства с током утечки до 100 мА. Для средней квартиры с современной проводкой это оптимальное значение.
Еще одно применение огнестойкого УЗО — защита деревянного дома. Здесь решающее значение имеет материал стен. Дерево более восприимчиво к горению. Оно имеет более низкое сопротивление, чем бетон. Поэтому риск возникновения пожара из-за проблем с проводкой в деревянном доме на порядок выше, чем в бетонном. Поэтому УЗО гораздо важнее для зданий из натуральных материалов, чем для зданий из кирпича или бетона.
УЗО также можно использовать как часть более сложной системы пожаротушения. Например, в сочетании с огнетушителями таких компаний, как AAB Technology.
Монтаж и типовые схемы подключения противопожарного УЗО
Для установки противопожарного выключателя требуется всего несколько инструментов, некоторый опыт в электромонтаже и подходящая схема подключения для пользователя. Перед установкой соблюдайте следующий перечень инструментов и материалов:
- пассатижи, кусачки, 1-2 м провода сечением от 2,5 кв. мм;
- индикаторная отвертка, мультиметр или контрольная лампочка;
- само УЗО и инструкция по его установке;
- подходящая схема подключения.
Важно! Перед установкой защитного устройства необходимо отключить панель управления. Для этого отключите главный автоматический выключатель, а затем проверьте индикатором или вольтметром отсутствие опасного потенциала. В идеале следует использовать лампу накаливания.
Найти подходящую цепь довольно сложно. Плоский распределительный щит может иметь или не иметь заземляющий проводник. Некоторым потребителям требуется 3 фазы, некоторым — только одна. Поэтому ниже приведены некоторые типичные электрические схемы для противопожарной системы.
Подключение однофазного УЗО
Одна из самых популярных схем. Она подходит для квартир и частных домов с однофазным питанием без защитного заземляющего проводника:
- На вводе в электрощит устанавливается автоматический выключатель. Он защитит последующие цепи от КЗ.
- За ним следует прибор учета. В данном случае он однофазный.
- Далее подключается УЗО. Монтаж проводов выполняется согласно маркировке на корпусе прибора.
- После УЗО ноль следует подсоединить на общую N шину, а фаза расходится по групповым автоматам.
Подключение трехфазного УЗО
Для противопожарной защиты в трехфазной сети требуется четырехполюсное устройство 380 В. Остальные принципы установки остаются прежними. Сначала устанавливается автоматический выключатель, затем счетчик и групповые выключатели или УЗО.
Основная функция УЗО — защита от возгорания в электропроводке. Устройства этого класса рассчитаны на относительно высокие токи утечки до 300 мА. Поэтому они не подходят для обеспечения безопасности людей от поражения электрическим током.
На ток утечки пожарного УЗО влияет состояние и возраст проводки. На него также влияет длина и разветвленность проводки. Чем хуже состояние проводки, тем выше риск неправильного срабатывания защитного устройства.
Подключение противопожарного УЗО
Защитное устройство не способно контролировать перегрузки в сети. Для обеспечения полной защиты необходимо приобрести другие устройства в дополнение к противопожарному устройству. Схема подключения, начиная с входа, выглядит следующим образом:
- Автомат;
- Счетчик электроэнергии;
- Противопожарное УЗО 100 А (вариант для бытового использования);
- УЗО от поражения током (16-40А) на каждой линии потребления.
В некоторых случаях допускается замена автоматического выключателя пакетным выключателем, что должно быть оценено специалистом. Для всех электрических схем убедитесь, что выходы автоматического выключателя не объединены в общую звезду и не скрещены с нейтральными проводниками.
Схема подключения УЗО
При рассмотрении типовых схем установки противопожарного устройства в щите управления особое внимание следует уделить обеспечению селективности дифференциальной защиты в станковых устройствах и соблюдению следующих условий:
- Чувствительность по току утечки у таких УЗО должна отличаться от УЗО общего применения минимум в 3 раза.
- Время срабатывания также должно отличаться минимум в 3 раза.
Поэтому для обеспечения селективности при использовании противопожарного устройства оно должно быть селективным (тип S, редко G), за исключением повышенной уставки. В противном случае противопожарное устройство сработает и при срабатывании нижестоящего УЗО общего назначения.
Рассмотрим энергосистему, в которой используется противопожарное устройство с сетевой связью:
В этой схеме:
- — вводной автомат
- — вводное селективное УЗО для защиты от пожара с током отсечки 100 или 300 мА.
- — УЗО общего применения с током отсечки 30 мА для защиты розеточной группы.
- — автоматические выключатели без защиты линий групповым УЗО, но защищенные вводным УЗО.
- — автоматические выключатели защищенные групповым и вводным УЗО.
- — гребенчатая шина, которая переносит фазный проводник на все автоматические выключатели группы.
- — основная нулевая шина для связки с вводным УЗО.
- — нулевая шина для связки с групповым УЗО.
- — шина заземления.
- — подключение фазного проводника L от вводного кабеля.
- — подключение рабочего нулевого проводника N от вводного кабеля.
- — подключение защитного нулевого проводника (заземление) PE от вводного кабеля.
Обратите внимание, что на этой схеме отсутствует счетчик электроэнергии, который должен находиться перед противопожарным устройством.
Критерии выбора оборудования
Существующие УЗО делятся на однофазные и трехфазные. В домашних хозяйствах используются только первые. В квартирах и частных домах однофазная линия почти всегда проходит через распределительный щит. Автоматический выключатель для этой цели имеет две клеммы (входную и выходную), тогда как соответствующие трехфазные выключатели имеют четыре клеммы для проводов.
Все выключатели УЗО делятся на три группы по току утечки: «А», «В» и «АС». Для противопожарной защиты следует брать тип «АС» (только для переменного тока); типы «А» и «В» дороже, так как дополнительно рассчитаны на импульсные и выпрямленные токи.
Существует несколько типов устройств остаточного тока:
Первые дороже, но менее надежны. Почти во всех случаях лучше использовать электромеханическое УЗО. Оно не нуждается во внешнем источнике питания. Электронный аналог отключается в случае аварии на линии электропередачи и контролирует изоляцию на предмет повреждения. Он также имеет большее время срабатывания в случае скачка напряжения.
Два наиболее важных критерия выбора УЗО для пожара — это селективность устройства (возможность установки задержки срабатывания) и высокий ток утечки (100-300 мА). Если одно из этих условий не выполняется, система защитных устройств в панели не будет функционировать должным образом.
В качестве элемента противопожарной защиты в водопаде должно быть установлено селективное устройство остаточного тока (УЗО), обозначенное буквой «S» на маркировке корпуса (при срабатывании оно должно срабатывать с регулируемой задержкой времени).
Согласно стандарту, противопожарный элемент должен быть как минимум в три раза больше, чем обычное УЗО под ним:
Если разница между этими параметрами меньше трех раз, то при срабатывании дифференциального выключателя нижестоящей линии автоматический выключатель также сработает и активирует огнетушитель. Это затрудняет определение причины срабатывания и приводит к тому, что все нагрузки на параллельных линиях остаются без питания там, где проблемы нет.
В идеале ступенчатое расположение различных УЗО должно функционировать таким образом, чтобы в случае возникновения проблем срабатывало только устройство, расположенное ближе всего к месту пробоя изоляции. В этом случае активируется только защищаемая цепь. Остальные цепи остаются под напряжением.
Если требуется высокий ток утечки, ситуация выглядит следующим образом. Обычные УЗО имеют номинальное значение 10-40 мА. В этом случае рабочий ток (максимальное потребление устройств, подключенных к линии) достигает 16-40 А. Этого вполне достаточно для освещения и розеток с бытовой техникой.
Однако в любой электрической сети существуют естественные утечки. При проектировании бытовой или внутренней электрической сети их специально рассчитывают, чтобы правильно выбрать УЗО. Они не должны превышать 1/3 тока утечки дифференциального автоматического выключателя, выбранного для данной линии. В противном случае защитное устройство будет регулярно срабатывать неправильно.
