Электрозащитные устройства

Рост уровня жизни и увеличение числа бытовых приборов предъявляют всё новые требования к электробезопасности наших жилищ. Сегодня обеспечить её может только совместное применение автоматических выключателей и устройств защитного отключения. Экономить на них не стоит, ведь речь идёт о здоровье и жизни людей.

Автоматические выключатели, они же просто автоматы, используются уже давно. В настоящее время их можно найти практически в любой постройке, куда подведено электричество. Назначение у них одно — разорвать цепь, если сила тока в ней превысила допустимую величину. Таким образом, они способны защитить помещение от пожаров, возникающих при коротких замыканиях (КЗ). Но спасти человека от поражения током автоматы не в состоянии.

Для этих целей разработаны отдельные приборы, именуемые устройствами защитного отключения, или УЗО. Так исторически сложилось, что в нашей стране их сначала применяли исключительно в промышленности и сельском хозяйстве. И лишь в середине девяностых они стали появляться в системах токозащиты жилых домов. Сегодня же при создании новых или переоборудовании старых электроустановок эти устройства предусматриваются в обязательном порядке для всех розеток.

Автоматические выключатели

Итак, автоматические выключатели ограничивают ток, что предотвращает возгорание из-за коротких замыканий и защищает электропроводку от перегрева. Максимально допустимое значение определяется номинальным током устройства (который, в зависимости от модели, может составлять у бытовых изделий 6-63 А). Однако отключение происходит не сразу после превышения этого предела. Скорость срабатывания зависит от того, как быстро нарастает ток. Если он резко подскакивает до величины, в несколько раз превосходящей номинальное значение, то дорога каждая миллисекунда, и защита реагирует молниеносно. А вот при 50 процентном превышении номинала ей отводится «на принятие мер» целый час. Это допустимо, поскольку у электропроводки есть определённый запас прочности, и ничего страшного за это время произойти не успеет. Первая ситуация, как правило, связана с конкретным пробоем изоляции. Вторая же возникает либо при КЗ с плохим контактом (через пыль, грязь, ржавчину), либо при перегрузке, то есть при подключении слишком мощных потребителей. В современных автоматах одновременно присутствуют два механизма расцепления: электромагнитный и тепловой.

Электромагнитный расцепитель представляет собой катушку с подвижным сердечником. Круто растущий ток создаёт сильное магнитное поле, втягивающее катушку, что провоцирует отключение устройства. При сверхтоках контакт разрывается почти мгновенно. Тепловые расцепители обычно выполняются на основе биметаллической пластины. Она состоит из двух слоёв разных металлов, имеющих разный коэффициент линейного расширения при нагреве. Под действием завышенного тока температура проводника растёт, пластина выгибается и активирует пружину, размыкающую цепь. Обычно на это уходит несколько секунд, поэтому подобный механизм не очень эффективен при коротких замыканиях.

Основные параметры автоматического выключателя указаны на его лицевой панели. Помимо торговой марки там обычно присутствуют номинальный ток, рабочее напряжение и отключающая способность. Последняя характеристика определяет максимальный ток, при котором прибор ещё способен разорвать контакты, а не сплавиться от выделившегося тепла. У разных моделей она колеблется в пределах 3000-10 000 А. Казалось бы, чем больше эта величина, тем лучше. На самом же деле в бытовых сетях сверхток даже при самом «кратчайшем» замыкании редко достигает тысячи ампер, так что гнаться за большими числами не стоит. Кроме перечисленных параметров, производители иногда наносят на изделие дополнительную информацию: серию или модель, стандарт, которому оно соответствует и т. п.

Устройства защитного отключения

Как мы уже говорили, когда дело касается спасения человеческой жизни, автоматические выключатели бессильны. Зато устройства защитного отключения прекрасно с этим справятся. Принцип их действия основан на сравнении тока, «втекающего» по фазному проводу, с «вытекающим» по нейтральному. Если их величины равны, значит, всё нормально, так и должно быть, если же различаются, то на линии возникла утечка. Проще говоря, электричество уходит в землю по неведомому каналу. Кто знает, может, кабель с повреждённой изоляцией «закорачивает» на конструкцию здания, а может, и человек попал под напряжение. В любом случае, это тревожный знак, так что УЗО разрывает цепь.

УЗО, предназначенные для защиты людей, способны чувствовать утечку до 6,10 и 30 мА (эту характеристику называют дифференциальным током). Есть ещё приборы, срабатывающие при утечках в 100 или 300 мА. Они эффективны для предупреждения пожаров, так как реагируют на повреждение изоляции задолго до того, как возникнет угроза возгорания. Отметим, что, в отличие от автоматов, УЗО должны срабатывать до превышения заданного предела.

По принципу действия устройства защитного отключения бывают электронными и электромеханическими. Первые построены на базе микросхемы, вторые — на основе суммирующего трансформатора. Электронные устройства дешевле в производстве, но сильно уступают электромеханическим в надёжности, так как зависят от питающего напряжения. Поэтому нужно выбирать устройство исходя из конкретных нужд потребителя.

Помимо дифференциального тока среди технических характеристик УЗО есть также номинальный, он же максимальный рабочий. Но поскольку само УЗО не способно противостоять перегрузкам и коротким замыканиям, его защищают последовательно подключённым автоматом.

Основные характеристики УЗО тоже нанесены на лицевую панель. Это торговая марка, номинальный и дифференциальный токи, рабочее напряжение и отключающая способность. Кроме того, устройство обычно оснащается кнопкой «Тест». Нажатие на неё создаёт утечку, из-за которой прибор должен «вырубиться», так проверяют его исправность. Предупредим, что, если по какой-то причине человек замкнёт через себя фазовый и нейтральный провод, никакое оборудование его не спасёт, ведь при этом утечки не возникает.

Особенности установки

Исполнение современных автоматических выключателей и УЗО унифицировано. Они предназначены для монтажа на DIN-рейку шириной 35 мм и для крепления на ней с обратной стороны оснащены защёлками. Пространство, занимаемое аппаратом в щитке, выражается количеством стандартных модулей (ширина одного модуля — около 18 мм). Автоматические выключатели для однофазных сетей обычно одномодульные, устройства защитного отключения — двухмодульные.

Существуют приборы, объединяющие функции автомата и УЗО. Они компактнее, чем два отдельных изделия, и используются для экономии места на DIN-рейке. В народе их окрестили дифференциальными автоматами, или диффавтоматами (официальное название — «автоматические выключатели дифференциального тока», или АВДТ).

Составить грамотную схему электрозащитной системы для дома или квартиры под силу только специалисту. При этом учитываются параметры электропроводки (сечение, число жил, материал изоляции и способ прокладки), мощность предполагаемых потребителей и т. д. Кроме того, по закону перед началом работ проект необходимо согласовать с Госэнергонадзором, а после их окончания результат сертифицировать в аккредитованной лаборатории. Поэтому, если вы хотите пользоваться легальной электроустановкой, разумнее прибегнуть к услугам лицензированной организации.

Существует и альтернативный вариант, позволяющий решить проблему «малой кровью». Он заключается в установке УЗО непосредственно перед потребителями (защита автоматами де-факто есть в каждой квартире). Для этого понадобятся розетки и переходники со встроенным защитным отключением. Конечно, такой вариант менее эффективен, чем переоборудование щитка, но всё-таки лучше, чем ничего. Чувствительность УЗО для разных сетей принято выбирать так: обычные розетки — 30 мА; розетки в детской и ванной — 10 мА; освещение либо не защищают, либо — 30 мА; питание оборудования, работающего на улице, — обязательно 10 мА.

Наш выбор

К ведущим производителям модульного электро-защитного оборудования относятся фирмы АВВ, Hager, Schneider Electric, Siemens (Германия), Legrand (Франция). Они давно зарекомендовали себя как на мировом, так и на российском рынке. В ассортименте каждой присутствует полный спектр устройств, среди которых вы наверняка отыщете модель с необходимыми характеристиками. Кстати, для согласованной работы системы желательно использовать изделия одного производителя.

В нашей таблице приведена стоимость автоматических выключателей и УЗО от названных производителей. Для удобного сравнения выбраны устройства с одинаковыми параметрами. Если вам встретятся приборы тех же фирм, но по существенно более низкой цене, будьте уверены — это подделка.

Важно знать

Надёжность современного защитного оборудования высока, но есть беда, перед которой любая техника бессильна. Речь идёт о безграмотности. Если сработал автомат или УЗО, не надо сразу включать его обратно. Сначала выясните причину отключения. Может быть, дело в неисправном приборе, или к какой-то розетке подсоединена слишком большая нагрузка. Лишь после того, как причина установлена и устранена, можно возобновлять питание. Чтобы исключить доступ к электрощиту неквалифицированных лиц, его дверцу лучше закрывать на ключ.

При всех достоинствах УЗО нельзя не упомянуть о сопряжённых сними проблемах. Прежде всего, в старых домах они могут срабатывать без видимой причины. Здесь, скорее всего, утечку даёт обветшавшая электропроводка. Поэтому надо либо полностью её заменять, либо ставить УЗО непосредственно перед потребителями (как мы говорили, соответствующие розетки и переходники имеются). Но даже если у вас проложен новый трёхжильный кабель с защитным нулём, не всегда удаётся избежать ложных отключений. Правда, тут причина иная: многие бытовые приборы (компьютеры, аудио- и видеоаппаратура, стиральные машины, холодильники и т. д.) создают утечку на защитное заземление и тем самым гасят помехи, присутствующие в электросети и производимые самими устройствами. Как правило, эта утечка невелика, но если приборов несколько, то может оказаться достаточной. В этом случае попробуйте более грамотно распределить нагрузку между точками питания. И ещё, некачественные электромагнитные УЗО имеют немало недостатков. Например, в некоторых случаях слишком большая утечка отключает прибор раз и навсегда, то есть включить его снова уже не удастся и потребуется его замена.

По материалам журнала «Домой. Строительство и Ремонт»