Электрическая безопасность - УЗО

   О ПРИМЕНЕНИИ УСТРОЙСТВ ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ ЗДАНИЙ.

   В последние годы резко возрос интерес к вопросам применения устройств защитного отключения (УЗО), управляемых дифференциальным током, вызванным вводом в действие ряда государственных стандартов [ 1, 2, 3] и нормативных документов Главгосэнергонадзора России, в том числе Указаний [4], посвященных безопасности электроустановок зданий. В связи с этим расширился поток публикаций по вопросам применения УЗО, который, в целом, служит популяризации этих изделий и способствует доведению информации об УЗО до широкого круга читателей и, тем самым, способствует расширению применения УЗО. Однако в некоторых публикациях содержится информация и утверждения, которые могут ввести в заблуждение читателей, неискушенных в вопросах применения УЗО. Так в разделе «Применение устройств защитного отключения» статьи [5], в которой сделана попытка рассмотреть вопросы обеспечения электробезопасности электроустановок зданий из металла, содержится целый ряд положений, которые противоречат нормативным документам Госстандарта и Главгосэнергонадзора России, другим материалам.

   Как известно, в Российской Федерации УЗО в основном используют как дополнительную меру для защиты от прямого прикосновения, при этом номинальный отключающий дифференциальный ток УЗО (иногда называемый как номинальный ток срабатывания) не должен превышать 30 мА [1-4]. При рассмотрении характеристик УЗО нужно учитывать, что наименьший синусоидальный ток срабатывания УЗО находится в пределах от номинального отключающего дифференциального тока IΔn до номинального не отключающего дифференциального тока IΔno, который обычно равен 0,5 I Δn [3], при этом срабатывание УЗО гарантируется только при токе IΔn , а в некоторых случаях — при токе 1,25 IΔn и даже при еще большем токе. В связи с этим неправильно использование в качестве основного параметра УЗО половины номинального отключающего дифференциального тока, как это сделано в статье [5], и названного почему-то «порогом срабатывания».

   В статье [5] утверждается, что «при косвенном прикосновении УЗО используется как одна из основных мер защиты», а также выдвигается требование, что «УЗО должно отключить электроустановку и при непреднамеренном прикосновении человека к токопроводящим частям». Однако внимательное рассмотрение стандартов [1-3] не подтверждает этих положений, которые кажутся бессмысленными. В соответствии с [1] одной из мер защиты от косвенного прикосновения является автоматическое отключение питания. Эта мера защиты предполагает, что доступные прикосновению открытые проводящие части должны быть присоединены к защитному проводнику, а защитное устройство (УЗО или иное устройство защиты) отключает питание при замыкании токоведущей части на открытую проводящую часть или защитный проводник. Естественно, что при отсутствии тока повреждения УЗО не может сработать, а любое прикосновение к заземленным токопроводящим частям является безопасным для человека Если авторы имели в виду отказы некоторых мер защиты от косвенного прикосновения (например, обрыв в цепи защитного проводника при защите автоматическим отключением питания или пробой изоляции при защите применением оборудования класса II), то УЗО является не одной из основных мер защиты, а в случае «прикосновения к токоведущим частям применение УЗО является единственно возможным способом обеспечения защиты, как и в случае отказа основных видов защиты» [4].

   В статье [5] сделана попытка обосновать ограничение применения УЗО с номинальным током срабатывания 10 мА. Для этого утверждается, что «УЗО с номинальным отключающим дифференциальным током 0,01 А предназначено, прежде всего, для защиты отдельного электроприемника, а не группы электроприемников и, тем более, электроустановки здания», что «величина тока утечки примерно равна 0,0003 А на 1 А тока нагрузки», в связи с чем УЗО «с током 0,01 А может отключать электроустановку уже при токе нагрузки более 16 А», что «ведущие мировые фирмы практически не выпускают УЗО с номинальным отключающим дифференциальным током 0,01 А на номинальный ток более 16 А». Однако в российских стандартах, как и в стандартах МЭК, отсутствуют какие-либо ограничения применения УЗО с номинальным отключающим дифференциальным током 0,01 А для защиты группы электроприемников или указания о применении этих изделий только для защиты отдельного электроприемника, а в [4] прямо предлагается в соответствии с [1] устанавливать УЗО с током срабатывания до 10мА в групповых линиях, питающих ванные комнаты, сантехкабины.

   При проектировании электроустановки здания и при выборе типа и исполнения УЗО для защиты от прямого прикосновения необходимо помнить, что отпускающий ток при продолжительности воздействия свыше 1 с составляет 6 мА для взрослого человека и 2 мА для ребенка [6]. Известно также, что без опасного физиопатологического эффекта допустимо длительное воздействие на взрослого человека переменного тока величиной не более (6-10) мА [3]. Поэтому, для защиты от прямого прикосновения в особо опасных помещениях, к которым в большинстве можно отнести и здания из металла, желательно использовать УЗО с номинальным отключающим дифференциальным током не выше 10 мА, что и рекомендуют [4] для некоторых групповых линий. Если же электроустановка характеризуется достаточно большим током утечки, то УЗО для защиты от прямого прикосновения нужно ставить только в цепи розеток [4], к которым присоединяются переносные электробытовые приборы, в том числе приборы класса 0 без заземления открытых проводящих частей, представляющие наибольшую электрическую опасность при эксплуатации.

   При выборе типа и исполнения УЗО и построения электрической сети электроустановки необходимо также выполнять требования о том, чтобы любой ток утечки на землю, который может возникнуть при нормальной работе подсоединенной нагрузки, не мог привести к нежелательному отключению УЗО, в связи с чем Указания [4] предписывают, чтобы номинальный отключающий дифференциальный ток УЗО превышал ток утечки в защищаемой сети по крайней мере в 3 раза. Ток утечки электрооборудования с неповрежденной изоляцией не зависит от тока нагрузки, а определяется качеством изоляции, условиями работы электроустановки (влажность, темпе-ратура, наличие пыли, величина питающего напряжения и т.п.). Предельно допустимая величина тока утечки бытовых электроприборов зависит от класса защиты (для приборов классов 0,01, II и переносных приборов класса 1 ток утечки не должен превышать 0,25-0,75 мА для каждого прибора в зависимости от класса) и только для стационарных нагревательных приборов класса 1 может достигать 0,75 мА на 1 кВт номинальной потребляемой мощности [7]. В связи с этим и даже при условии, что ток утечки каждого из приборов будет иметь предельно допустимую величину, то все равно к одному УЗО с номинальным отключающим дифференциальным током 10 мА может быть подключено достаточно большое количество электробытовых приборов с суммарным током утечки до 3,5 мА. В связи с этим ведущие фирмы Западной Европы предлагают УЗО с номинальным током срабатывания 10 мА на ток нагрузки до 16-20 А (фирма «АВВ»), до 40 А (фирма «Legrand») и даже до 63 А (фирма «Merlin Gerin»). Для защиты электроустановок со стационарными электробытовыми приборами класса 1, имеющими большие токи утечки (до 3,5-5,0 мА [7]), или здания в целом могут быть использованы УЗО с номинальным током срабатывания 30, 100мА или еще выше.
   Не бесспорны и предложения [5] о применении двухступенчатой защиты на основе УЗО с номинальным отключающим дифференциальным током 0,1 или 0,3 А на вводе и УЗО с током 0,03 и 0,01 А в отходящих от ВРУ электрических цепях. Если в каждой отходящей от ВРУ электрической цепи установлены УЗО с номинальным отключающим дифференциальным током 0,03 и 0,01 А, то зачем на вводе устанавливать УЗО с током 0,1 А или, даже, 0,3 А? Из Указаний [4] вытекает, что двухступенчатую защиту с помощью УЗО целесообразно применять только в том случае, когда имеются групповые линии, в цепи питания которых УЗО не установлены.

   Построение электрической сети электроустановки зависит и от системы заземления. Так, при применении системы TN защита от косвенного прикосновения должна обеспечиваться устройствами защиты от сверхтоков [4], а УЗО используют для защиты от токов утечки и токов повреждения всей электроустановки или ее части, например, цепи розеток. При применении системы ТТ УЗО обязательно должно устанавливаться на вводе в мобильное здание, а еще лучше — в месте присоединения наружной электропроводки к питающей сети, как это было ранее предусмотрено в [2], т.к. обеспечить требования о малом сопротивлении заземления и эффективности работы устройства защиты от сверхтока для мобильного здания практически невозможно, что будет показано ниже.
   Очень сомнительна практическая осуществимость рекомендаций авторов о применении системы заземления IТ для питания зданий из металла и об использовании УЗО в этом случае. Во-первых, в [2] отсутствует указание о допустимости системы заземления IТ для мобильных зданий, во-вторых, источники питания с токоведущими частями, не связанными непосредственно с землей, имеют очень ограниченное применение и для питания жилых и общественных зданий в России не применяются, в-третьих, для системы IТ в случае первого короткого замыкания автоматическое отключение питания обычно не требуется, а ток короткого замыкания недостаточен для срабатывания защитного устройства [1].
   В разделе «Вводно-распределительное устройство» статьи [5] предлагается устанавливать последовательно два защитных устройства — автоматический выключатель и УЗО. Это не соответствует Указаниям [4], в которых установлено, что «преимущественно должны использоваться УЗО, представляющие единый аппарат с автоматическим выключателем, обеспечивающим защиту от сверхтока». Это требование Главгосэнергонадзора России основано на том, что УЗО со встроенной защитой от сверхтоков обеспечивает весь комплекс защит — от тока утечки, от тока повреждения на землю, от тока перегрузки и от тока короткого замыкания, не допускает несанкционированного исключения УЗО или устройства защиты от сверхтоков из защищаемой сети электроустановки, не требует увеличения количества устройств защиты и соединений между ними. Нет проблем и с вопросами поставки этих изделий — широкую номенклатуру УЗО со встроенной защитой от сверхтоков предлагают отечественные производители УЗО и многие зарубежные фирмы.
   Невозможно согласиться и с утверждением в разделе «Заземление открытых проводящих частей электроустановки и корпуса зданий» статьи [5] о том, что, при выполнении в сетях системы заземления ТТ условия: «заземляющее устройство защитного заземления должно иметь сопротивление не более 10 Ом», защита от косвенного прикосновения может базироваться только на использовании заземляющего устройства, т.е. без применения УЗО. Это противоречит требованиям [1] к защите от косвенного прикосновения в сетях системы ТТ, так как ток повреждения на землю 22А (220 В : 10 Ом) явно недостаточен для защиты от косвенного прикосновения при использовании устройства защиты от сверхтока с номинальным током 16, 25 или, тем более, 50 А. К тому же, при токе повреждения на землю выше 5 А и при сопротивлении заземлителя 10 Ом напряжение прикосновения превышает 50 В — допускаемое напряжение прикосновения переменного тока [1]. Если же допускается напряжение прикосновения только 12В [2], то ток повреждения на землю не должен превышать 1,2 А, что не-выполнимо, т.к. ток повреждения может достигать 15 А (220 В : 14 Ом) и даже еще большей величины с учетом того, что сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединена нейтраль источника питания, может быть меньше 4 Ом. Поэтому для повышения электробезопасности зданий из металла при системе заземления ТТ необходимо обязательно применять УЗО, причем целесообразно устанавливать два УЗО последовательно, как это и предусматривалось в [2], так как в этом случае при выходе из строя одного из УЗО защита от поражения электрическим током будет обеспечена с помощью второго УЗО.



         Литература:

1. Компекс стандартов ГОСТ P 50571 (МЭК 364). Электроустановки зданий.
2. ГОСТ P 50669-94 Электроснабжение и электробезопасность мобильных (инвентарных) зданий из мemaллa или с металлическим каркасом для уличной торговли и бытового обслуживания населения. Технические требования.
3. ГОСТ P 50807-95 (МЭК 755-83) Устройства защитные, управляемые дифференциальньм (ос-таточным) током. Общие требования и методы испытаний.
4. Временные указания по применению устройств защитного отключения в электроустановках жилых зданий, утвержденные Главгосэнергонадзором России 17.04.97. Вестник Главгосэнергонадзора России. 1997. №2.
5. ХаречкоН.Н. ХаречкоЮ.В. Особенности проектирования электроустановок из металла. Обеспечение электробезопасности. Вестник Главгосэнергонадзора России. 1997. №3.
6. ГОСТ 12. l. 038-82 ССБТ. Электробезопасность. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов.
7. ГОСТ 27570.0-87 (МЭК 335-1-76) Безопасность бытовых и аналогичных электрических приборов. Общие требования и методы испытаний.