Почему УЗО должно быть номиналом выше автомата

Номинальный ток защитных устройств выбирается не произвольным образом, а согласно требованиям нормативных документов. Если уставка автоматического выключателя определяется максимальным током кабеля, то этот параметр у ВДТ (выключателя дифференциального тока) служит предметом споров.

Некоторые специалисты считают, что номинальный ток этих приборов должен совпадать, другие приводят много аргументов, почему УЗО должно быть номиналом выше автомата.

Зачем УЗО устанавливают вместе с автоматом

Эти приборы защиты подключаются последовательно в одной линии, но имеют различные защитные функции. Поэтому они устанавливаются комплектом. Кроме того, монтаж УЗО вместе с автоматом предписывается ПУЭ п.7.1.76.

Автоматический выключатель

Перегрузка кабельной линии может привести к нагреву токопроводящей жилы выше предельно допустимой температуры, для большинства видов кабелей составляющей 60-80 °С. При этом разрушается изоляция, что может привести к короткому замыканию и даже пожару.

Отключение питания в данной ситуации производится при помощи теплового расцепителя. Время отключения обратно-пропорционально степени перегрузки.

Особенно опасным является короткое замыкание в линии или электроприборе. При этом сила тока ограничена только сопротивлением токопроводящих жил и может быть в сотни раз выше номинального. В данной ситуации срабатывает максимальный расцепитель, время отключения которого должно быть не более 0,02 мс.

Автоматический выключатель срабатывает только при появлении в сети сверхтока и не может защитить человека от поражения электрическим током. Для этого используются выключатели дифференциального тока, такие, как УЗО и дифавтоматы.

Устройство защитного отключения или ВДТ

Этот прибор срабатывает при повреждении изоляции или попадании человека под напряжение. При этом через организм или контур заземления начинает протекать ток, который называется «ток утечки».

Внутри дифференциального выключателя имеется трансформатор тока, который при помощи первичных обмоток следит за появлением этого тока. Отключение питания производится при помощи встроенного реле, команду которому даёт вторичная обмотка трансформатора.

Именно его контакты в первую очередь определяют номинальный ток аппарата, поэтому перед тем, как выбрать УЗО, необходимо узнать параметры вышестоящего автомата.

Согласно первому правилу Кирхгофа ток в нулевом и фазном проводниках должен быть одинаковым. Это равенство нарушается, а ток во вторичной обмотке появляется, только в том случае, если ток начинает протекать по «незапланированному» пути — через человека или заземление.

При появлении в сети сверхтока ток в проводниках остаётся одинаковым и аппарат остаётся включённым вплоть до выхода его из строя.

Для отключения питания в таких ситуациях необходимо использовать автомат или другое защитное устройство и номинал УЗО и автомата должны, как минимум, совпадать, а лучше, если ток УЗО будет на одну ступень выше выключателя.

Что такое времятоковая характеристика автомата

Отключение автоматического выключателя при перегрузке происходит не мгновенно. Время срабатывания защиты зависит от степени превышения тока сети над номинальным. Этот параметр называется времятоковая характеристика и имеет вид графика, на котором имеются три контрольные величины:

• Ток условного неотключения Iун=1,13In. При этой перегрузке тепловая защита не сработает и автомат будет включённым всё время работы.
• Ток условного расцепления (отключения) Iур=1,45In. Это сила тока, при которой защита сработает только через час.
• Ток мгновенного расцепления. Указывает, при какой перегрузке сработает максимальная защита. В зависимости от типа устройства может превышать номинальный ток аппарата в 3-20 раз.

Таким образом, ток в сети, подключённой к автомату, например, 16 А, может длительное время достигать 23 А, что негативно влияет на контакты и обмотки трансформатора включённого в линию УЗО.

Почему УЗО выбирают на ступень выше?

Перегрузка и перегрев любого электроприбора негативно влияет на его работоспособность. В результате перегрева разрушаются пластиковые элементы, выгорают контакты и выходит из строя изоляция провода, которым намотаны катушки.

Поэтому желательно выбирать номинальный ток УЗО из стандартного ряда на одну ступень больше. Это уменьшит нагрев аппарата даже если через вышестоящий автомат протекает ток условного расцепления, который в 1,45 выше номинального.

Это правило целесообразно применять не только при выборе ВДТ, но и для реле напряжения и сечения проводов. Однако существуют устройства, которые нельзя устанавливать на ступень выше расчётных — это сам автоматоматический выключатель и дифавтомат, в котором совмещены функции самого автомата и УЗО.

Аналогичным образом определяется номинал УЗО на группу автоматов. Существует два способа расчёта параметров:

• Вышестоящий автомат и несколько нижестоящих. Это самая распространённая схема квартирной электропроводки, при которой устанавливается одно устройство защитного отключения для всей квартиры. В этой схеме параметры УЗО выбираются на шаг выше вводного автоматического выключателя. Количество и параметры отходящих линий при этом не учитываются.
• Подключение к одному УЗО нескольких отходящих линий. Такая схема используется при вводном автомате с большой уставкой и отходящих линиях с намного меньшим током. Минимальный ток выключателя дифференциального тока определяется исходя из суммы токов всех нижестоящих автоматов, при этом выбирается ближайшее бОльшее значение из стандартного ряда номинальных значений. Рекомендуемые параметры должны быть на одну ступень выше.

Какой должен быть номинал УЗО по сравнению с номиналом автомата?

Для предотвращения перегрузки защитного устройства номинальный ток УЗО должен быть выше, чем у соответствующего автоматического выключателя.

Однако этот параметр выбирается не произвольно, а из ряда стандартных значений, из которых также берётся номинальный ток автомата. Причём если мощность защитных аппаратов может быть любой, начиная с 0,5А и заканчивая 63А и более, то ток УЗО может быть от 6 до 125А.

Поэтому, зная, почему УЗО должно быть номиналом выше автомата, определяем его параметры, исходя из тока выключателя и ряда стандартных значений — 6; 16; 25; 40; 63; 80; 100; 125 А.

Для самых распространённых моделей автоматов они составляют:

• АВ 10 А — УЗО 16 А;
• АВ 16 А — УЗО 25 А;
• АВ 25 А — УЗО 32 А.

Максимальный ток УЗО

Несмотря на то, что промышленностью выпускаются УЗО с номинальным током до 125 А, установка таких приборов в квартирных щитках не рекомендуется. Это связано с тем, что даже в исправном электрооборудовании и кабельных линиях имеется ток утечки, величина которого зависит от мощности аппарата и длины кабеля.

Данная ситуация отображается в нескольких пунктах ПУЭ:

• 7.1.82 и 7.1.79. Согласно этому документу уставка тока утечки дифавтомата не может быть больше 30 мА;
• 7.1.83. Согласно этому пункту Правил допустимый ток утечки составляет около 4 мА на 1 кВт мощности и 1 мА на 100 м линии.
• В этом же пункте указано, что нормальный ток утечки линий, подключенных к одному УЗО, не должен превышать 10 мА.

Следовательно, максимальная мощность оборудования не должна быть больше 2,5 кВт или 10 А. Именно такой номинальный ток имеют большинство бытовых приборов, таких как бойлер, посудомоечная и стиральная машины и такие аппараты подключаются к отдельным линиям с автоматом 16 А и УЗО 25 А.

На практике устанавливается ВДТ бОльшей мощности, но в этом случае повышается вероятность случайного срабатывания зашиты. Поэтому в сетях с вводным автоматом большой мощности целесообразна установка нескольких УЗО и разделение электроприборов на группы.

Можно ли установить УЗО и автомат одинакового номинала?

Несмотря на то, что УЗО рекомендуется устанавливать на ступень выше номинального тока автомата, в правилах такого требования нигде не указано. Более того в пункте 7.1.75 ПУЭ сказано что устройство защитного отключения должны обеспечивать надежную защиту с учетом возможных перегрузок.

Какое мое мнение? Я сторонник того что УЗО и автомат можно устанавливать одинакового номинала.

Тем более что производители этого не запрещают. Как сказано у того же IEK: последовательно с УЗО должен быть АВ, который меньше или равен номиналу УЗО.

Вывод

Основной причиной того, почему УЗО должно быть номиналом выше автомата, является необходимость предотвратить перегрузку аппарата и его преждевременный выход из строя.

Однако при слишком большом количестве и мощности электроприборов повышается вероятность ложных срабатываний, поэтому желательно разделить электроприборы на группы, каждая из которых будет отключаться отдельным автоматом.