Заземление: теория и практика (стр. 3 из 5)

Выбор типа автомата осуществляется, исходя из типа сети. В осветительной сети квартир применяются автоматы с электромагнитным и комбинированным расцепителем

Марки автоматов

В данном разделе я приведу типы наиболее часто применяемых для защиты осветительных сетей автоматов. Прошу не ругать меня, если я не упомяну какую-то марку - я говорю только о том, что: во-первых, оптимально для использования в осветительных сетях (АП50 в квартирный щиток ставить как-то не очень), во-вторых - с чем работал сам, в третьих - что сейчас выпускается.

Лидер - АЕ1031. Установлен в подавляющем большинстве щитков и продается на каждом углу (средняя цена в Москве - 60 рублей). Выпускается номиналом в 6, 10, 16 и 25 А. В щитках на лестничных площадках, как правило, подготовлены места именно под этот автомат. Он достаточно надежен. Из недостатков, на мой взгляд, крепление (две шпильки или болта 70х4 мм), впрочем, отечественные автоматы отличаются неповторимостью установки (в смысле крепления).

Сейчас большое распространение получили автоматы, устанавливаемые на DIN-планку (монтажная шина 35 мм EN50 022). Думаю, что в жилом секторе они однозначно вытеснят (и уже вытесняют) автоматы старых типоразмеров (те же АЕ1031). DIN-планка при помощи болтового соединения крепится к шасси щитка (сборки), а автомат крепится к планке при помощи защелки. В этом случае обеспечивается очень быстрая замена автомата в случае необходимости и, кроме того, не возникает головной боли по поводу его крепления.

К сожалению, рынок сейчас наводнен китайской и непонятно какой продукцией, которая хотя и стоит сравнительно дешево (20 - 60 рублей), но с возложенной на нее функцией (защита электрической сети) не справляется, либо справляется слишком рьяно (случайные отсечки на нормальных режимах работы).

При выборе автоматов стоит смотреть на марку и место продажи. Корифеи - Siemens, ABB. Кроме того, некоторые наши заводы выпускают достаточно хорошую продукцию по лицензии фирм-брэндов. Например, продукция МЗЭП, выпускаемая по лицензии АВВ, отличается весьма приличным качеством и, относительно невысокой ценой.

Номенклатура автоматов, выпускаемых, например, такой фирмой как Siemens, очень велика. Автоматы делятся на четыре группы, в зависимости от характеристики срабатывания - A, B, C, D. Характеристики эти включены в нормативные документы EN60 898/1991 и IEC 898/1987, которые входят в стандарт DIN VDE 0641, часть 11/8.92. Нас интересует характеристика В (защита сетей в жилищно-коммунальном секторе). Автоматы, работающие по этой характеристике, выпускаются номиналом в 6, 10, 13, 16, 20, 25, 32 и 40 А (некоторые конструктивные ряды дополнены автоматами на 50 и 63 А).

Частая ошибка при установке автоматов - завышение токов срабатывания (собственно это не ошибка, а прямое нарушение). К примеру имеем старый дом с ветхой проводкой. Розетки защищает автомат номиналом в 10 А. Владелец квартиры приобретает современный электрочайник с потребляемой мощностью 2.2 кВт. Включает. По закону Ома мощность равна:

Поскольку реактивная составляющая в нашем случае мала, принимаем Отсюда:

Автомат срабатывает. Хозяин поступает очень просто: устанавливает автомат на больший номинал - может, на 16, а может, на 25 А (какой под руку попадется). После этого автомат уже "выбивать" не будет. В лучшем случае, он сработает (если повезет), когда в результате плавления изоляции проводов произойдет короткое замыкание. Хотя практика показывает, что в таких случаях раньше происходит возгорание.

Номинал автомата выбирается исходя из допустимой токовой нагрузки проводников (которая определяется сечением проводника и его материалом) и из потребляемой мощности потребителей. Следует учитывать, что ток срабатывания магнитного расцепителя автоматов, отвечающих характеристике В, составляет 3 номинальных тока

. Важным параметром является также ток короткого замыкания.

Коротким замыканием (КЗ) называется соединение токоведущих частей разных фаз или потенциалов между собой или на корпус оборудования, соединенный с землей, в сетях электроснабжения или в электроприемниках. При КЗ путь тока укорачивается, т. к. он идет, минуя сопротивление нагрузки, поэтому ток увеличивается до критических величин, если напряжение не отключится при срабатывании защиты.

Но защита может не сработать, если КЗ происходит в удаленной точке, т. к. сопротивление цепи может оказаться слишком велико, и ток окажется недостаточным для срабатывания защиты. В связи с этим возникает необходимость расчета тока короткого замыкания (ТКЗ).

ТКЗ можно рассчитать по формуле:

где

- ТКЗ, - фазное напряжение сети, - сопротивление цепи фаза-ноль, - полное сопротивление фазной обмотки трансформатора на стороне низкого напряжения.

где

- напряжение КЗ трансформатора (в % от ), - номинальное напряжение трансформатора, - номинальный ток трансформатора.

В принципе, при расчете ТКЗ осветительной сети в нашем случае можно принять

(реально ).

где

- активное сопротивление одного провода цепи КЗ, - индуктивное сопротивление одного провода (из расчета 0,6 Ом/км).

где

- удельное сопротивление проводника, - длина проводника, - площадь поперечного сечения проводника.

Соответственно, ток срабатывания расцепителя автомата не должен превышать значения

.

Предупреждение. Эти формулы подходят для идеальных условий, но, к сожалению, не учитывают такого, например, фактора как скрутки. А на них сопротивление будет выше. Точную картину может дать только непосредственный замер сопротивления.

Ниже представлена таблица допустимых токов через проводник, в зависимости от сечения и материала проводника. В таблице есть данные и по алюминиевым, и по медным проводникам. Тем не менее, настоятельно рекомендую использовать провода и кабели с медными жилами: при несколько более высокой цене они отличаются гораздо более высокими эксплуатационными свойствами.

Допустимые длительные токи для проводов и шнуров в резиновой и ПВХ изоляции с алюминиевыми и медными жилами

Устройства защитного отключения (УЗО)

УЗО - устройство защитного отключения. Принцип его работы основан на правиле Кирхгофа (сумма токов равна нулю). Устройство отслеживает токи утечки, возникающие при прикосновении человека к токоведущему проводу, повреждении изоляции и т. п. Наиболее распространены УЗО с током отсечки 10мА, 30мА и 300мА. В жилых и общественных помещениях, как правило, применяются УЗО с током отсечки 30мА. Основная задача УЗО - защита человека от поражения электрическим током и от возникновения пожара.

Устройство состоит из 3-х основных функциональных узлов:

1. Суммирующий трансформатор тока для обнаружения тока утечки

2. Расцепитель

3. Блокировочное устройство коммутационного аппарата с контактами

Суммирующий трансформатор тока подключен ко всем токоведущим проводам и к нейтральному проводу. В неповрежденной установке намагничивающее действие токоведущих проводов в суммирующем трансформаторе тока взаимно компенсируется, поскольку, согласно закону Кирхгофа, сумма всех токов равна нулю. Таким образом, остаточное магнитное поле, которое могло бы индуцировать напряжение во вторичной обмотке, отсутствует.

Если же в результате неисправности изоляции появляется ток утечки, то вышеупомянутое равновесие нарушается и в сердечнике трансформатора сохраняется остаточное магнитное поле. Вследствие этого во вторичной обмотке возникает напряжение, которое через расцепитель и блокировочное устройство коммутационного аппарата отключает электрическую цепь.

Устройства бывают двухполюсные (однофазная сеть) и четырехполюсные (трехфазная сеть). Крепление УЗО осуществляется на DIN - планку. Для защиты от поражения электрическим током подходят устройства с током срабатывания < 50 мА (именно эта величина для тока частотой 50 Гц указана в "Правилах техники безопасности" как смертельно опасная). Я рекомендую остановиться на устройствах с током срабатывания 30 мА. Устройства с током срабатывания 300 мА пригодны только для предотвращения пожара из-за повреждения изоляции провода.