Расчет узо и автоматов

Как рассчитать УЗО для дома и квартиры

Для расчета устройства защитного отключения (УЗО) необходимо учитывать условия его эксплуатации. В однофазной электрической сети применяются двухполюсные устройства, а в трехфазной – четырехполюсные. Так как УЗО реагирует на токи утечки (Iут), то его выбор будет зависеть от длины проводников, качества изоляции, количества подключенных приборов, устройств, их характеристик. Кроме этого, надо помнить, что Iут величиной 30 mA может быть опасным для жизни человека. Поэтому во влажных помещениях надо обязательно ставить УЗО.

Ток утечки

Чтобы обеспечить безопасность от поражения электричеством, часто приходится увеличивать количество устройств защитного отключения, разбивать сеть на несколько групп. В то же время использование очень чувствительных приборов УЗО приводит к ложным срабатываниям. Задача специалиста сделать правильный расчет и выбор с учетом всех факторов.

Согласно правилам устройства электроустановок, при неизвестном Iут, он принимается равным произведению 0,4 mA на число соответствующее расчетному нагрузочному току в амперах. Утечка цепи принимается равной произведению 0,01 mA на длину L фазного проводника в метрах. Согласно этим же правилам, суммарные потери сети должны быть меньше одной трети номинального отключающего дифференциального тока УЗО. Сюда же входят все утечки включенных постоянно и подключаемых периодически электроприборов. Произведем расчет.

Суммарный Iут= 0,4* IΣ +0,01*L

Отсюда следует, что предельный ток УЗО должен быть больше суммарного Iут сети в 3 раза.

Соответственно, номинальный отключающий ток равен:

IΔn= 3*(0,4* IΣ +0,01*L), где

IΣ – суммарный ток утечки всех электроустановок сети,

L – длина фазного провода в метрах.

Выбор для квартиры

Для примера расчета возьмем квартиру в многоэтажном доме. В этажном щитке на вводе стоит автоматический выключатель. Пусть автомат будет на 40 Ампер. Он защищает от коротких замыканий и перегрузок. Сразу за ним монтируется противопожарное УЗО, расчет его номинала произведем позднее.
Оно нужно для защиты от пожара при нарушении изоляции кабеля или ее пробое. Дальше, для обеспечения большей безопасности и бесперебойности снабжения электричеством, на каждую или несколько групп устанавливаются УЗО с определенным Iут от 10 до 30 mA. Зависит от токов утечки. Есть даже розетки со своими устройствами УЗО. На каждую группу потребителей устанавливается свой автоматический выключатель перегрузок.

В ванной комнате стоит стиральная машинка мощностью 1,8 кВт. Так как она расположена во влажном помещении, то для безопасности предусмотрим автомат защиты на 16 A и произведем расчет УЗО по мощности.

Рабочий ток для стиральной машинки равен:

Длина фазного провода до нее составляет 20 м.

Отсюда
IΔn= 3*(0,4* IΣ +0,01*L)=3(0,4х7,3+0,01х20)=9,36 mA.

Ближайший в ряду УЗО на 16 A, ток утечки 10 mA.

Несколько групп

Допустим, в квартире предусмотрены еще две группы освещения с автоматами защиты на 16 A, две розеточные с автоматами на 20 A и 25 А. В группах освещения длина проводников по 50 м, а нагрузка составляет 0,3 и 0,6 кВт. В розеточных длина фазных проводов 40 и 60 м соответственно, а общая (переменная и постоянная) нагрузка 17 и 22 A соответственно.

Произведем расчеты по группам.

Расчет для первой осветительной:

P – мощность осветительных приборов,

Расчет для второй осветительной:

IΔn= 3*(0,4* IΣ +0,01*L)=3(0,4х2,8+0,01х50)=9,9 mA.

Расчет для первой розеточной:

IΔn= 3*(0,4* IΣ +0,01*L)=3(0,4х17+0,01х40)=21,6 mA.

Расчет для второй розеточной:

IΔn= 3*(0,4* IΣ +0,01*L)=3(0,4х22+0,01х60)=28,2 mA.

Так как УЗО по IΔn имеют номиналы 10, 30, 100, 300, 500 миллиампер, то некоторые группы электроснабжения можно объединить. При этом нужно помнить, что прибор срабатывает при достижении 50-100% IΔn.

По расчетам первая осветительная и розеточная группы в сумме по IΔn составляют 24,78 мА. Их можно подключить к устройству с отключающим током 30 миллиампер. Вторая розеточная подсоединяется к такому же 30 миллиамперному устройству. Вторая осветительная – к УЗО с током отключения 10 мА. Суммарный рассчитанный отключающий ток получился равным:

IΔn Σ=9,36+3,18+9,9+21,6+28,2=72,24 mA.

Приступаем к подбору УЗО. Ближайшее по отключающему току – на 100 мА. Его и нужно установить в качестве противопожарного.

Номинальный ток

УЗО имеет еще один важный параметр – номинальный ток, который необходимо учитывать при расчетах. При работе в пределах номинала, прибор гарантированно будет выполнять свои функции как угодно долго.

Автоматы защиты от перегрузок, которые устанавливаются на каждую группу электроснабжения, имеют номинал: 16, 20, 25, 32 ампера и так далее. Но при достижении этих значений прибор не отключится. Его характеристики таковы, что он начинает отключаться при значениях превышающих номинал в 1,13-1,45 раза, только благодаря тепловому расцепителю. Происходит выключение через один-два часа. А для быстрого отключения ему нужно превышение номинала от трех до пятнадцати раз. Данную особенность автомата защиты от перегрузок и короткого замыкания нужно учитывать.

Прибор отключения устанавливается с номинальным током всегда на уровень выше. Например, если от перегрузок и короткого замыкания стоит 32 амперный автомат, то устройство защитного отключения должно быть 40 ампер. Поэтому в квартире, для которой производился расчет, противопожарный прибор УЗО будет иметь ток отключения и номинальный 100 mA и 63 A соответственно. У стиральной машинки будет устройство 10 mA/16 A. Для второй группы освещения – устройство с пределом 10 mA/25 А. Остальные приборы УЗО имеют пределы 30 mA/32 А.

Дополнительные характеристики

Кроме этих основных характеристик, для которых проводятся расчеты, есть еще величины, требующие внимания при выборе. Это предельный ток короткого замыкания, для дома принимают 4500 A, многоквартирного 6000 A, для производств 10000 A. На корпусе изделия он изображается числом обведенным рамкой. Вид отключающего тока утечки обозначается буквами:

• АС означает, что он переменный;
• А – IΔn переменный и пульсирующий постоянный;
• В – IΔn переменный и постоянный;
• S – селективный, отключается с задержкой.

УЗО типа АС используют в квартирах. Потребители обычные – освещение, холодильники, теплые полы. Максимальное время отключения этого типа УЗО – 0,04-0,3 секунды, зависит от величины тока утечки.

Тип A применяется там, где много приборов с выпрямителями и импульсными блоками питания: компьютеры, стиральные машинки, телевизоры, посудомоечные машины, СВЧ-печи. Иногда производители прямо указывают, что должен стоять прибор УЗО А, а далее выполняется расчет по току.

Тип B применяют главным образом в промышленности, проводя перед установкой подробные расчеты.

Тип S (селективный). Время срабатывания у такого УЗО составляет 0,2-0,5 сек, поэтому для человека оно не является защитным. Устройство устанавливается в начале линии после основного автоматического выключателя и является второй ступенью дифференциальной защиты всего объекта от пожара.

Кроме этого, нужно определить, какое устройство защитного отключения выбрать: электромеханическое или электронное. Первое более надежное, но и более дорогое. Второй вид дешевле, чем электромеханическое, но его электронные компоненты чаще перегорают при всевозможных перегрузках.

При организации системы защиты электросети необходимо учитывать, что на один УЗО нельзя подключать больше 5 автоматов. Это может привести к ложным срабатываниям. К тому же, при правильном отключении нельзя понять, где произошла утечка.

Расчет и выбор УЗО

Устройство Защитного Отключения (УЗО), в зависимости от номинального тока утечки,,обеспечивает защиту: 100 и 300 мА — от пожара; 30 мА — от пожара и жизни от ударатоком; 10 мА — жизни от удара током

Исследования, проводимые в разныхстранах мира, показывают, чтосерьезность поражения электрическимтоком определяется силой тока,проходящего через тело человека.

Телесные повреждения становятся серьезными, когда сила тока превышает 40 — 50 мА втечение одной секунды.

Теоретически, сила проходящего через человеческое тело тока достигает 150 мА, когдачеловек касается проводника под напряжением 230 В в условиях сухой среды.

Измеряя разность силы тока между проводником под напряжением и нулевым проводником, дифференциальный выключатель нагрузки фактически обнаруживает ток, протекающий через тело человека.Если этот ток достигает порога 30 мА, дифферинциальный выключатель нагрузки отключается в течении нескольких миллисекунд, предупреждая таким образом телесные повреждения или более тяжелые последствия.

Рекомендации по применению УЗО

Применение УЗО и дифавтоматов Easy 9 обеспечивает защиту даже в случае отсутствия заземления

Противопожарное УЗО обеспечивает защиту от токов утечик в 100 и 300 мА, на которыене отреагирует автомат, но которые способны вызвать пожар. Противопожарное УЗО не защищает жизнь и здоровье при ударе токо

РАСЧЕТ И ВЫБОР УЗО: РАСЧЕТ

1. Расчет тока утечки

При невозможности документального определения суммарного тока утечки электропроводки и нагрузки применяется расчетный метод определения тока утечки в соответствии с СП 31-110-2008. Примерный ток утечки нагрузки: 0.4 мА на 1 А тока, потребляемого нагрузкой.Примерный ток утечки провода: 10 мкА на 1 м длинны фазового провода.

Примерный расчет тока утечки линии питания электроплиты, дано:Мощность плиты — 3 кВт однофазного тока 220 В, 50 Гц. Длина 3-жильного провода от электрощитка до плиты — 15 м.Расчет:Расчетный ток электроплиты: 13,64 А = 3000 Вт / 220 В. Расчетный ток утечки электроплиты: 5,46 мА = 0,4 х 13,64 АРасчетный ток утечки провода: 0,15 мА = 150 мкА = 10мкА х 15 м. Суммарная расчетная утечка тока: 5,61 мА = 0,15 мА + 5,46 мА

2. Выбор ном. тока утечки УЗО (ном. отключающий дифференциальный ток IDn)

Значение номинального отключающего дифференциального тока УЗО не должно превышать 33% суммы токов утечки электропроводки и всех подключенных (включая переносные) потребителей электроэнергии

УЗО срабатывает в диапазоне от 50 до 100% номинала тока утечки.Пример выбора номинального отключающего тока утечки УЗО для электроплиты:Суммарная расчетная утечка тока 30 мА. Рекомендуемый расчетный номинал тока утечки УЗО: 17 мА = 5,61 мА / 33%Выбирается номинал утечки тока 30 мА. УЗО сработает в диапазоне от 15 до 30 мА (УЗО с номиналом 10 мА может ложно срабатывать, так как оно отключается в диапазоне от 5 до 10 мА.).

3. Выбор номинального рабочего тока УЗО (ном. ток In)

Номинальный рабочий ток УЗО должен быть больше суммы рабочих токов подключенных кУЗО нагрузок.Пример выбора номинального рабочего тока УЗО для электроплиты:Расчетный ток электроплиты: 13,64 А

Выбираем ближайший больший номинал УЗО — 25 А (можно выбрать 40 А, но величина запаса по току будет неоправданно велика.

Количество полюсов УЗО: 2 полюса (однофазный ток)

Номинальный рабочий ток: 25 А (п.3)

Номинальный отключающий ток: 30 мА (п.2)

Выбранное УЗО Easy: EZ9R34225

Как выбрать УЗО

Основные характеристики для подбора УЗО

Рассмотрим ряд важных характеристик для выбора УЗО. Устройства бывают;

— для однофазных и трехфазных электросетей 220/380 В;
— двухполюсное УЗО для сети 220 В и четырехполюсное для 380 В;
— величина номинального тока УЗО для разных нагрузок — это 10, 16, 25, 32, 40, 63, 80. 100 А;
— величина дифференциального тока или тока утечки дифференциального выключателя на 6, 10, 30, 100, 300 и 500 мА;

Двухполюсный и четырехполюсный УЗО

Вид дифференциального тока;

— А для переменного тока;
— AC возможность работы УЗО на переменном и не выпрямленном постоянном токе;
— В для работы защиты на переменном и постоянном токе;
— S работа УЗО с выдержкой времени;
— G работа с выдержкой времени меньшей, чем устройства типа S.

Также устройство защитного отключения имеют такие же характеристики, как и автомат.

1. «Inc» Значение тока короткого замыкания, когда отключается устройство, показывает надежность и устойчивость к коротким замыканиям.
2. «Im» Коммутационная способность безотказной работы контактной группы.

Хорошими показателями считается значения 1000-5 000 А.

Как правильно выбрать УЗО

Дифференциальное устройство может быть электронным или электромеханического исполнения. Электромеханический вариант имеет дифференциальный трансформатор тороидального типа и исполнительный узел в виде поляризованного реле. Электронные дифференциальные устройства имеют электронную плату, работающую от напряжения сети.

Так как электрическая сеть у нас еще не достигла хорошего качества (скачки напряжения, частые отключения, заниженное или завышенное напряжение), электронная плата устройства может отказать. Рекомендуемый вариант – это более надежное электромеханическое устройство, для него источник питания не применяется.

При выборе УЗО важно также учитывать токи утечки в самих электрических приборах. У всех электроприборов есть свои утечки тока, величина которых зависит от их качества исполнения. Значение тока утечки обычно указывается в характеристиках прибора. Эти значения не должны превышать 30% от величины тока утечки защитного отключения. Например, для тока утечки в 30 мА, величина утечка тока электроприборов не должна быть больше 10 мА.

При выборе дифференциальной защиты это нужно учитывать, иначе будут частые ложные отключения сети. Напряжение электрической сети у нас имеет форму синусоиды, поэтому защитный выключатель выбирают вида АС или А для переменного напряжения.

Как выбрать УЗО для квартиры

Перед установкой защиты в квартире рассчитывается номинальный ток вводного автомата и после выбирается двухполюсная защита с номинальным током на порядок или два выше тока вводного автомата. Допустим, вводной автомат у вас 25 А, тогда номинальный ток защиты выбирается 32 А.

Основные параметры на корпусе УЗО для выбора

Меньше 30 мА ток устройства не следует выбирать, так как сумма утечек всех потребителей может быть достаточно высока и защита будет давать ложные срабатывания.

Как выбрать УЗО в частный дом

Подключая трехфазную сеть в дома, устанавливают четырехполюсную дифференциальную защиту. Электрощит устанавливается на первом этаже, ставится защита типа «S» с временем задержки и значения тока утечки 100 мА. С вводного автомата разводят линии электросетей по этажам, комнатам, кухне, ванной.

Для отдельных помещений защита не должна превышать ток утечки 30 мА. Если проводка уже отслужила свой срок, тогда есть вероятность частых ложных срабатываний устройства. Здесь рекомендуется устанавливать УЗО встроенное в розетку.

Тоже интересные статьи

Как подключить автоматический выключатель

Проверка УЗО. Методики проверки УЗО

Схема подключения дифференциального автомата

Расчет автомата по мощности

Источники: http://evosnab.ru/oborudovanie/avtomatika/raschet-uzo, http://energosf.ru/support/tech_info/silovoe_oborudovanie/raschet_i_vybor_uzo/, http://electricavdome.ru/kak-vybrat-uzo.html