Селективно УЗО: устройство, предназначение, сфера на приложение + схема и нюанси на свързване

Сред разнообразието на защитни апарати съществува селективно УЗО, което специалистите отбелязват като практичен и оптимален вариант за организация на защита. Какво отличава този вид устройства от другите от сродна група?

Какви свойства притежава селективният уред и колко висока е неговата чувствителност? Нека се опитаме да разберем с помощта на малък преглед в тази насока.

Предназначение и принцип на действие

Релейни устройства за електрически мрежи, предназначени да осигурят защита от пряк допир в опасни зони, както и защита на оборудването, са представени с разнообразно конструктивно изпълнение.

Особености на селективните апарати

Отличителна черта на селективния уред е наличието в схемата на функция за закъснение на времето за изключване на веригата, която захранва товара.

Обикновено този параметър надвишава стойността от 40 ms — това означава, че селективните апарати не са предназначени да защитават от поражение при пряк допир.

Асортимент от устройства, използвани за защита при експлоатация на електрически мрежи, осигурява обширен избор. Практически всички видове УЗО е допустимо да се използват в мрежи с еднофазно действие или трифазно.

Също така сред особеностите на селективните апарати трябва да се отбележи тяхната добра устойчивост по реакция на скокове на ток и напрежение. Благодарение на това свойство практически напълно се изключва рискът от лъжливи задействания и съответно изключвания на веригата. За това какво представлява селективността на автоматичните прекъсвачи е разказано подробно в този материал.

Като правило, на практика се използват уреди, чийто номинален ток е в границите 25-100 А. При това стойността на диференциалния ток на утечка е в диапазона 0,1-0,3 А.

Изработват се двуполюсни и четириполюсни варианти на уреда. Всеки вид активно се прилага в състава на разклонени каскадни схеми.

Принцип на действие и устройство на УЗО тип S

Отличителните черти на селективните уреди се ограничават само с тези, които са посочени по-горе.

В целия останал конструктивен функционал особена разлика между селективните апарати и устройствата с общо предназначение фактически не се наблюдава.

Принципът на действие на модулите има една единствена цел – да предотврати възможни изтичания на ток, които представляват потенциална заплаха за потребителите на различна електрическа техника. Също така, УЗО от селективен тип действат за предотвратяване на повреда на техниката.

Принципът на действие, съответно, остава стандартен – приложим към всички защитни устройства от групата на УЗО:

1. В конструкцията има диференциален трансформатор.
2. Благодарение на трансформатора се извършва сравнение на контролните токове.
3. Разликата се предава на чувствителния елемент.
4. Ако разликата надвишава зададения контролен параметър, настъпва изключване.

Ето и целият принцип на работа в общи линии. Всъщност, трябва да се отбележи и такава особеност като зависимостта на устройствата от захранването.

На практика се използват два конструктивни варианта на УЗО от селективен тип (и общи също). Единият вариант предполага външно захранване, а другият го изключва напълно.

Четириполюсен модул, вграден в мрежа с еднофазно напрежение. Включването е изпълнено на базата на традиционно решение, при което се използва входен автомат, електромер и след това селективно УЗО.

Разбира се, че конструкциите на защитния апарат, при които не се използва външна захранваща верига, изглеждат по-надеждни от тези, които изискват източник на енергия за ефективна работа.

Тъй като диференциалният трансформатор, по същество, е основен елемент на конструкцията, към тази част на схемата на УЗО се предявяват специални изисквания.

Магнитната сърцевина на ДТ трябва да притежава строга линейна характеристика на намагнитване.

Приблизително по този начин протичат процесите вътре в магнитната сърцевина на УЗО от селективен тип и течението на токовете по съществуващите работни намотки. Благодарение на промяната на токовите показатели на всяка линия се контролира факторът на утечка.

Температурните свойства на магнитната сърцевина трябва да осигуряват качествена работа в широк температурен диапазон. Затова за изработката на този елемент се използва специален материал – аморфно желязо или подобен.

Други части на конструкцията на селективното устройство УЗО са чувствителните магнитоелектрически релета – елементи с пряко действие, често наричани прагови органи.

В някои конструкции релетата се заменят с електроника, но принципът остава същият.

Нормален и авариен режим

При работа на УЗО от тип S, докато не се отчита наличие на ток на утечка (диференциален ток), проводниците, които образуват електрическата верига в магнитното поле на сърцевината, пропускат равностойни номинални токове на натоварване.

Схема, която визуално показва вътрешните процеси на селективен модул при експлоатация на устройството в работен режим. Необходимото ниво на чувствителност се осигурява от настройката му по ток на отсичане.

Чрез тези токове, равни по големина, вътре в сърцевината се индуцират магнитни полета с разнопосочно действие.

Общият им поток се оказва равен на нула, което обяснява липсата на ток във вторичната намотка на ДТ. Нулевият ѝ ток не оказва влияние върху чувствителния елемент на отсичане. УЗО остава включено.

В противен случай, когато описаната схема се нарушава, също се нарушава балансът на токовете. В резултат на това във вторичната намотка на ДТ се образува ток с определена големина.

Щом тази големина надвиши праговата стойност на пусковия елемент на селективния защитен апарат, той ще се задейства. Това ще задейства изпълнителната система за блокиране – отсичане на веригите за захранване на товара. УЗО ще се изключи и ще отсече веригата на товара.

Традиционни сфери на приложение на уреда

Както беше отбелязано по-горе, тази модификация на защитните устройства не се използва за защита от пряк контакт.

Най-често устройствата се използват като блокиратори в случай на евентуално запалване на ел. инсталация или системни механизми.

Прекият контакт с техника, особено домакинска, е обичайно явление. Въпреки това, в случай на токов изтичане такъв контакт крие тежки последици. От пряк контакт в условия на изтичане УЗО тип S не защитава, но за това има други видове устройства.

Същите тези УЗО се използват като защитни средства срещу късо съединение във веригите за захранване на ценни скъпи инсталации/уреди/техника или във веригите за захранване на важни технологични системи.

Обичайно е внедряването на устройства от селективен тип при изграждане на сложни каскадни електрически схеми, където на всяко разклонение е ангажиран товар от различен вид с различни токове.

Каскадно схемно решение за разпределение на електрическата мрежа с прилагане на защитни модули от селективен тип. Един от разпространените варианти, които се използват при електрификация на жилищни сгради.

При такава конфигурация на системата за разклонение на електричеството със селективни устройства, се осигурява надеждна защита по отделните участъци.

А също така всяко отделно УЗО в случай на авария осигурява възможност за оперативно определяне на дефекта.

Схеми за свързване на УЗО с селективно изключване

Всъщност, схемните решения в този случай теоретично нямат особености, които да ги отличават от изграждането на схеми с други типове устройства от групата.

Друг въпрос е в каква последователност да се включат, да речем, селективното отсичане и отсичането при пряко докосване?

Типично изпълнение на устройството, с което се осигурява блокиране на електрозахранването в случай на изтичане на ток и директен допир. Настройката по ток на отсечката обикновено е не по-малко от 30 mA

Ако разглеждаме апарата за селективно изключване в единичен вариант, то в този случай той е елемент на най-простата схема и се монтира стандартно:

1. Първо се инсталира автоматичен прекъсвач.
2. Следва УЗО тип S.
3. След това товарната верига.

Междувременно защитата се прилага в най-различни варианти на ползване на електрически мрежи.

Например, необходимо да се осигури висока надеждност на работа на трифазен електродвигател. Как в този случай да се организира защита чрез УЗО от селективен тип?

Друг вариант на изпълнение – четириполюсен апарат – е по-удобен от гледна точка на възможностите за конфигурация на електрическото окабеляване. С помощта на този модул е по-лесно да се манипулира с окабеляването на «земната» шина.

Тук успешно ще подхожда четириполюсно устройство, с помощта на което може да се организира схема за защита от КЗ (късо съединение) на намотките.

Свързването също се осъществява посредством междинна вложка на УЗО. Тоест първо се включва автомат, втори номер е селективната защита, трети – електродвигателят.

Вариант на схемно решение с електрически двигател. Просто и доста ефективно решение за защита на мотора от възможни междуфазни съединения или къси съединения към корпус.

Еднофазна схема за стандартни нужди, като осветление и електрозахранване, може доста просто да се конструира, като се приложи двуполюсно устройство и няколко автоматични прекъсвача.

Окабеляването на еднофазните канали във всяка отделна стая се извършва чрез автоматични прекъсвачи, които се захранват с фаза, излизаща от апарата за защита.

Това, може да се каже, е класическо схемно решение, което в повечето случаи използват собствениците на общинско жилище, собственици на къщи, вили.

Класически схемен вариант с едно устройство за токова защитна отсечка за окабеляване на няколко електрически вериги. Обичайно решение в къщи от стари строежи, където не е било предвидено използване на земна шина.

Съвременните проекти на жилища предполагат организация на схеми със задължително присъствие на заземителна шина. Затова за такива решения характерно е незначително изменение/допълнение на схемата на окабеляване.

По-конкретно, допълнителен елемент на окабеляването става заземителният проводник (PE), който е също така неразделна част, както и шината на нулата.

Алтернативно схемно решение със същата секторална вариация на окабеляването и с използване на същите уреди. Само че в този вариант вече се използва заземителна шина. Подобен пример изглежда по-ефективен от гледна точка на защитата.

В апартаменти, къщи, вили устройствата за селективна защита са задължително допълнение към апартаментното електротабло, когато живущите използват битови уреди:

• перална машина;
• съдомиялна машина;
• мощна електрическа печка (фурна).

При това този тип апарати (селективни) обикновено са втора защитна степен, докато на първата степен действат УЗО за отсичане при пряк контакт.

Тоест има групово включване на устройства и това наистина е ефективен вариант от гледна точка на безопасността при експлоатация на битови електрически мрежи.

Нюанси при свързване на модули тип S

Всъщност нюансите са същите, с които е съпроводен процесът на свързване на стандартни защитни апарати.

Клемите на всеки от уредите имат определено предназначение (фазова, нулева) и се обозначават по съответния начин.

Клемници на защитния уред и означения за свързване на електрически линии. Също така е показано означението на бутона за извършване на тестова операция за проверка на правилното задействане на УЗО.

При монтаж е недопустимо промяна на позициите на клемите спрямо тяхното предназначение по отношение на захранващите вериги.

Ако вместо фазата се свърже нулева шина – това е най-малкото перспектива за повреда на самото устройство. Да се объркат местата на две точки е изключително трудно, но на практика се случва и такова нещо.

Още един нюанс – настройка на модула спрямо съществуващата електрическа верига от гледна точка на гранично отсичане по ток.

Ако конструкцията не предвижда варианти за настройка по ток, трябва да се избере правилно устройство според технико-експлоатационните характеристики.

Накрая, задължителен нюанс на свързването е тестването на уреда в режим на подаване на захранване към товарната верига.

Тази функция е проста и изисква само едно действие – активиране на специален бутон, който се обозначава на корпуса/в документацията като «Тест».

Изводи и полезно видео по темата

Достъпно и разбираемо видео обяснение на селективността на работа на защитния апарат:

Видеото демонстрира практиката на включване във верига на група уреди и реалното действие на устройствата в аварийни ситуации:

Често могат да се срещнат разсъждения относно простотата на включване на УЗО в електропреносната мрежа на частно жилище. Заедно с разсъжденията не рядко препоръчват тази работа да се извърши със собствени ръце. Мотивът е известен – икономия. Но да се икономисва от собствената безопасност не е най-добрият избор. Затова подобни действия по монтаж на селективен защитен апарат винаги трябва да се извършват от ръцете на професионален електротехник.

Имате ли опит с използване или свързване на селективни УЗО и можете ли да допълните нашия материал с интересна информация по темата на статията? Моля, пишете своите коментари, задавайте въпроси в разположения по-долу блок.