Защитная автоматика для вашего дома и офиса: от автомата до УЗИП
20.08.2024
Электрическая проводка требует системы управления и системы защиты. Энергия, сосредоточенная в проводах, может выполнять не только полезную работу: при неисправностях она вызывает сильный нагрев и даже возгорание, а при контакте с человеческим телом способна вызывать ожоги и остановку сердца. Во избежание негативного развития событий, каждый кабель и провод должен оснащаться аппаратами защиты различного типа.
Автоматические выключатели – базовая защита
Слишком большая сила тока – от мощных электроприборов или короткого замыкания, способна перегреть жилы кабеля и их соединения в распаечных коробках. В результате перегрева, изоляция начинает плавиться, что вызывает повреждение кабеля и необходимость его замены, а при длительном действии сверхтока – возгорание. Об этой опасности инженеры электрики знали ещё на заре электротехники, в конце 19 века и примерно тогда же были изобретены предохранители. Принцип работы плавкого предохранителя очень прост: ток пропускается через тонкую проволоку из легкоплавкого металла. При возрастании тока выше установленного уровня или уставки предохранителя, проволочка расплавляется, размыкая цепь и прекращая нагревательное действие тока.
В наше время плавкие предохранители встречаются редко – либо в виде маломощной защиты на доли и единицы ампер, встроенной прямо внутрь приборов, либо в виде мощных плавких вставок в распределительных щитах и на подстанциях. А для основной защиты проводки, на смену предохранителям пришли автоматические выключатели или, коротко, автоматы. Первые автоматы выполнялись в форм-факторе пробок-предохранителей, для прямой замены устаревших моделей. Но со временем инженеры и проектировщики пришли к пониманию, что данный стандарт неудобен – пробки занимают много места, щиты с пробками трудно модернизировать, а в круглом корпусе очень трудно разместить эффективный механизм защиты от больших токов короткого замыкания.
В ответ на запрос электротехнической индустрии возник новый стандарт модульных корпусов и креплений для них, называемых DIN-рейка, по названию немецкого института стандартизации DIN. Первыми приборами в таких корпусах и стали миниатюрные автоматические выключатели. Их преимущество в быстрой установке и замене и широкой номенклатуре, а также широком выборе различных аксессуаров для сборки щитового оборудования: это соединительные шины, кросс-модули, клеммы на динрейку, блоки питания и так далее.
При выборе автомата нужно отталкиваться от нагрузочной способности кабеля и оснащать его защитой с номиналом не меньше, чем на ступень (а лучше на две) ниже. Например, медный кабель сечением 2,5 мм2, способный в нормальных условиях выдержать 25 ампер, нужно защищать автоматом на 20, а ещё лучше на 16 ампер. Отключающая способность автомата, или предельный ток короткого замыкания, который автомат может отключить, не должна быть ниже 4,5 кА, а для вводного (общего) автомата – не ниже 6 кА.
Дифференциальная защита – УЗО и АВДТ (дифавтоматы)
После того, как базовая защита проводки с помощью автоматов выполнена, можно задуматься о следующем, более продвинутом типе защиты. Кабель или приборы с повреждённой изоляцией становятся угрозой для человека – при касании таких поверхностей через тело человека начинает течь опасный ток утечки, способный нанести вред здоровью и поставить под угрозу его жизнь. На этот случай была разработана особая защита дифференциального типа. Как следует из названия, прибор с такой защитой реагирует на разницу (дифферент) между тем током, который вошёл в прибор по фазе и тем, который вернулся по нулевому проводу. Если эта разница превышает номинал аппарата дифференциальной защиты, срабатывает расцепитель и отключает потенциально опасную линию.
Дифференциальная защита реализуется в двух типах аппаратов – УЗО (ВДТ), срабатывающее только на утечку тока и дифавтомат (АВДТ), который объединяет в одном корпусе УЗО и обычный автомат, обеспечивая универсальную защиту групповой линии электропроводки. Дифавтомат является полноценной заменой комбинации УЗО + автомат и выбирается для упрощения разводки в щите и экономии места в небольших по объёму корпусах.
Дифференциальная защита является эффективным дополнением к основной защите от утечек тока – заземлению, но способна работать и в проводках без заземления, например в старых домах. В этом случае она становится основной защитой людей от поражения током, и пренебрегать ей ни в коем случае нельзя. Стандартная уставка дифзащиты для безопасности людей от удара током – 30 мА, но встречаются также уставки на 10 мА, для особо опасных помещений, а также на 100 и 300 мА, которые предназначены для дополнительной защиты проводки от возгорания в результате утечки с большой силой тока.
Реле защиты от перенапряжения
Для защиты дорогой электроники от перенапряжений в электросети, возникающих в старых изношенных электросетях, при авариях и ошибках электриков, необходима установка реле защиты от перенапряжения или коротко реле напряжения. Это устройство имеет встроенный вольтметр, постоянно измеряющий напряжение, поступающее от электросети. В том случае, когда уровень напряжения превышает заданный настройками реле, оно отключает ваши электроприборы за очень короткое (до 0,02 сек) время, оберегая их от выхода из строя. Вручную включать реле напряжения обратно не требуется: при возвращении напряжения сети в нормальный диапазон, оно возобновляет подачу напряжения автоматически.
Кроме защиты от перенапряжения, современные реле имеют много дополнительных функций: ограничение тока, защиту от перегрева при плохом контакте, сохранение параметров сети во встроенной памяти (мониторинг) и многое другое. При выборе реле напряжения лучше остановиться на проверенных производителях – RBUZ, Меандр, РостокЭлектро и Новатэк. Дешёвые и ненадёжные китайские аналоги не прибавят вам безопасности, скорее наоборот – сами станут источником проблем.
УЗИП – защита от разрядов молнии
В сельской местности и частных секторах городов, электроснабжение которых осуществляется воздушными линиями электропередачи, актуальной является проблема грозовых разрядов, а точнее – резких выбросов тока, порождаемых молниями. Для того, чтобы во время грозы чувствительная электроника вышла из строя даже не нужно, чтобы молния попала прямо в провод ЛЭП: достаточно, чтобы разряд произошёл на небольшом расстоянии.
Уберечь ваши приборы во время грозы помогут УЗИП – устройства защиты от импульсных перенапряжений или, по-простому, разрядники. Для защиты от прямого попадания молнии используются разрядники типа B (класс 1). Их нужно устанавливать непосредственно на вводе в дом, лучше всего – на опоре ЛЭП, чтобы мощный ток прямого разряда успел стечь в землю, не достигнув проводки внутри дома. Менее мощный, но более чувствительный разрядник типа C (класс 2), защищает ваш дом от близких разрядов, порождающих в проводах ЛЭП мощные наводки.
И, наконец, наиболее чувствительный разрядник типа D (класс 3), защищает электронику от дальних разрядов молнии, а также импульсов, проникающих в сеть при работе мощного оборудования и переключениях. Другое название разрядника типа D – сетевой фильтр.
Спасибо, что дочитали – надёжной вам защиты и безопасной проводки!