В различных источниках много и подробно говорится об электрических устройствах, которые защищают дом и его обитателей от пожара и поражения током. Наиболее распространенными из них являются устройства дифференциального тока – УДТ, к которым относятся выключатели дифференциального тока (раньше их называли УЗО) и дифференциальные автоматы (обычно их для краткости называют диффавтоматы). Оба вида этих устройств могут выполнять функцию защиты объекта от пожара и защищать человека от поражения током. О том, как выбирать и применять их пойдет речь в этой статье.
Каждый человек, владеющий собственным жильем, обеспокоен его сохранностью и безопасностью. Количество угрожающих жилищу факторов очень обширно, но максимально неприятным, разрушительным и опасным для жизни из них является пожар. Практика показывает, что систематически от пожаров страдает множество помещений, а наиболее частой причиной возгораний являются замыкания электрических цепей по причине повреждения кабеля.
В настоящее время можно встретить большой объем информации о различном электрооборудовании, предназначенном для предотвращения возгораний и обеспечения безопасности жизнедеятельности человека в условиях эксплуатации электрических приборов.
Наибольшее распространение по критериям безопасности получили устройства дифференциального тока (УДТ): выключатели дифференциального тока и дифференциальные автоматы. Любое из этих устройств хорошо справляется с задачами - предотвращает удар током и не допускает пожара в помещении. Далее рассмотрим, как нужно выбирать и правильно применять данное оборудование.
Каждое УДТ имеет свой номинальный параметр отключающего дифференциального тока (ток утечки). Данный параметр характеризует величину электрического тока, при достижении которой происходит автоматическое отключение УДТ. Для того чтобы исключить возможность поражения электрическим током, достаточно УДТ, у которого порог отключения не превышает 30мА. Данная величина обусловлена тем, что опасность для человека представляет ток свыше 40мА, проходящий через его тело в течение одной секунды. Автоматическое снижение тока и принудительное выключение прибора полностью исключают вероятность несчастного случая в виде электротравмы.
Согласно действующим стандартам противопожарной безопасности ГОСТ Р50572.4.42-2012, её призваны обеспечивать приборы с порогом отключения 300 мА и более. Указанные характеристики основываются на выводах, полученных при анализе опытных данных соответствующих профильных научно-исследовательских учреждений. Установлено, ток утечки, в диапазоне 150 – 200 мА, на нарушенном отрезке является причиной выделения электрической мощности, близкой к 33 Вт, что может стать причиной воспламенения изолирующей обмотки токоведущего элемента. Помимо этого, при определенных нагрузках, когда в случае отказа вероятность возникновения пожара довольно высока, к примеру – электрический теплый пол с нагревателем пленочного типа должен комплектоваться устройством с отключающим диффтоком до 30 мА.
Поэтому, для повышения коэффициента стойкости от воспламенения и снижения вероятности получения электротравмы, необходимо дополнять электрические схемы сразу двумя типами корректно взаимодействующих со всей цепью УДТ. Электрическая схема для обеспечения данных условий должна строиться по принципу, когда корректное попеременное взаимодействие всех устройств позволяло бы отключать аварийный участок электрической цепи наиболее близко расположенным к данному участку устройством. Это очень важный момент в обеспечении безопасной эксплуатации электрических схем в жилом помещении. Для того чтобы понять, как же выглядит аварийная ситуация, если работа устройств не является селективной, достаточно привести простой пример – при отключении бытового электроприбора по причине нарушения целостности кабеля, отключилось устройство на вводе в помещение, вследствие чего вся квартира лишилась электроснабжения.
Основополагающие нормативные аспекты монтажа УДТ в системах электроснабжения жилых объектов регламентируются соответствующими документами Росстандарта ГОСТ Р50571.5.53-2013. При строительстве жилых объектов подразумевается, что входная мощность на вводе в помещение определялась величиной диффтока, имеющей не менее, чем трехкратное превышение того же показателя для прибора на одном из отходящих ответвлений. При этом, на вход на отходящие ответвления с током отключения 30 мА допускается устанавливать приборы с порогом срабатывания в диапазоне 100 – 300 мА, попадающего в рамки критерия трехкратного превышения. Определяясь с величиной порога срабатывания на вводе в жилое помещение, учитываются такие немаловажные физические величины, как протяженность токопроводящих элементов и планируемая мощность нагрузок. Обычно, для небольших жилых помещений на вводе применяются УДТ 100 мА, для жилых помещений большего размера, в силу усложнения монтажных схем электрических цепей и большей электрической нагрузки, применяются приборы с порогом отключения 300 мА.
В реальных условиях, выполнение данных критериев не всегда позволяет достичь корректного селективного функционирования УДТ. Это объясняется тем, что повреждение целостности изолирующего материала провода не обязательно происходит постепенно. Зачастую повреждение изолирующей обмотки приводит к тому, что ток утечки практически мгновенно вырастает до больших значений, приводя тем самым к отключению не только УДТ на месте повреждения, но и устройства, установленного на вводе. При этом обесточивается всё электроснабжение. Подобная ситуация неприемлема для нормального использования любого жилого помещения, так как перестают функционировать инженерные коммуникации. Это влечёт за собой не только состояние дискомфорта, но и ставит под угрозу безопасность жизнедеятельности, а также требует достаточных временных затрат на поиск неисправности и восстановление работоспособности системы электроснабжения. В холодное время года это чревато, к примеру, к выводу из строя систем теплоснабжения, водоснабжения и водоотведения по причине высокой вероятности промерзания трубопровода.
Примером эффективного разрешения проблемы в рассмотренном конкретном случае является установка вводного селективного устройства, которое обладает функцией отложенного старта. Этот тип УДТ обозначается индексом «S» (Selectivity – селективность) и при аварийной ситуации прекращает подачу энергии с временным интервалом до 130 мСек. При этом полностью отключиться прибор может за время длиной до полусекунды. (Таблица 1). Таким образом, достигается блокировка только нарушенного локального места нарушения электроцепи, вся электроустановка продолжает функционировать дальше.
Рассмотрим на примере, как это работает. Входной электрический щиток в жилом помещении укомплектован прибором с порогом срабатывания 300 мА. На ответвлениях электросхемы, на которых установлены электрические розетки, смонтированы устройства, с порогом срабатывания 30 мА (Рис. 1). Нарушение целостности провода, к которому подключена электрическая розетка, служит причиной возникновения диффтока 200 мА, являющегося причиной срабатывания остальных устройств, включая групповое УДТ, которое срабатывает на отключение мгновенно, а селективное УДТ на вводе будет отсчитывать 60 миллисекунд. (по данным Таблицы 1). В результате видим, что происходит отключение только аварийного участка. При этом селективное устройство в любой момент готово выступить в качестве УЗО на ответвлениях, защитив устройства на отходящих линиях, в случае несрабатывания даже одного из них. Отключившись, селективное УЗО защищает всю цепь электроснабжения в целом.
В настоящее время использование УЗО с селективной функцией в электрокоммуникациях помещений регламентировано требованиями стандартов и норм безопасности, согласно действующему СП 256.1325800.2016 «Электроустановки жилых и общественных зданий. Правила проектирования и монтажа». Пункт 10.13 которого устанавливает, что для обеспечения электро- и пожарной безопасности монтаж УДТ с порогом отключения до 300 мА обязателен. Принцип селективности на многоступенчатой схеме установки подразумевает, что пороговое значение УДТ, наиболее близкого к источнику питания, должно трехкратно превышать пороговое значение УДТ, ближайшего к потребителю. Иначе говоря, пороговое значение диффтока УДТ на вводе не должно превышать 300 мА. А УДТ с функцией селективности функционирует с выдержкой времени срабатывания.
Согласно ГОСТ Р 50571.5.53-2013 установка УДТ с селективной функцией является обязательной нормой при монтаже электрических коммуникаций на всех объектах. Кроме того, они должны обеспечивать номинальный ограничительный диффток устройства на вводе, не превышающий этот же показатель для устройства, находящегося на ответвлении.
Итак, обязательное наличие в цепи УДТ с селективной функцией значительно снижает риск полного выхода из строя всей электроцепи при аварийных ситуациях, возникающих при повреждении целостности проводки на локальном участке. Корректная расстановка УДТ по узлам электроцепи позволяет достичь эффективного, безопасного и безаварийного электроснабжения любого жилого помещения, делая пребывание в нём максимально комфортным.
