Нулевой рабочий и нулевой защитный проводники не допускается подключать под общий контактный зажим.

Сечения проводников должны отвечать требованиям п. 7.1.45.

п. 7.1.45. Выбор сечения проводников следует проводить согласно требованиям соответствующих глав ПУЭ.

Однофазные двух- и трехпроводные линии, а также трехфазные четырех- и пятипроводные линии при питании однофазных нагрузок, должны иметь сечение нулевых рабочих N-проводников, равное сечению фазных проводников. Трехфазные четырех- и пятипроводные линии при питании трехфазных симметричных нагрузок должны иметь сечение нулевых рабочих N-проводников, равное сечению фазных проводников, если фазные проводники имеют сечение до 16 мм₂ по меди и 25 мм₂ по алюминию, а при больших сечениях — не менее 50 % сечения фазных проводников, но не менее 16 мм₂ по меди и 25 мм₂ по алюминию.

Сечение РЕN-проводников должно быть не менее сечения N- проводников и не менее 10 мм₂ по меди и 16 мм₂ по алюминию независимо от сечения фазных проводников.

Сечение РЕ-проводников должно равняться сечению фазных при сечении последних до 16 мм₂, 16 мм₂ при сечении фазных проводников от 16 до 35 мм2 и 50 % сечения фазных проводников при бoльших сечениях.

Сечение РЕ-проводников, не входящих в состав кабеля, должно быть не менее 2,5 мм₂ — при наличии механической защиты и 4 мм2 — при ее отсутствии.

В январе 1995 г. был введен в действие первый из комплекса стандартов ГОСТ Р 50571 «Электроустановки зданий», разработанный на основе стандартов Международной электротехнической комиссии. Данный комплекс стандартов содержит требования по проектированию, монтажу, наладке и испытанию электроустановок, выбору электрооборудования.

Система заземления является общей характеристикой питающей электрической сети и электроустановки здания.

Классификация систем заземления представлена в п. 312.2 ГОСТ Р 50571.2-94.

В главе 1.7 ПУЭ 7-го издания (2002г.) дана классификация электроустановок в отношении применяемых систем заземления, соответствующая вышеуказанному стандарту.

Пункт 1.7.3. Для электроустановок напряжением до 1 кВ приняты следующие обозначения:

система TN — система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки присоединены к глухозаземленной нейтрали источника посредством нулевых защитных проводников;

сист е м а TN-С — система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике на всем ее протяжении;

система ТN-S — система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники разделены на всем ее протяжении;

система TN-С-S — система TN, в которой функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике в какой-то ее части, начиная от источника питания;

система IT — система, в которой нейтраль источника питания изолирована от земли или заземлена через приборы или устройства, имеющие большое сопротивление, а открытые проводящие части заземлены;

система TТ — система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки заземлены при помощи заземляющего устройства, электрически независимого от глухозаземленной нейтрали источника.

Вышеперечисленные системы для сетей переменного тока представлены на рис. 3.1 — 3.6.

Рис. 3.1. Система TN-C переменного тока

1 — заземлитель нейтрали (средней точки) источника питания; 2 — открытые проводящие части.
Нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике.

Рис. 3.2. Система TN-S переменного тока

1 — заземлитель нейтрали источника переменного тока; 2 — открытые проводящие части.
Нулевой защитный и нулевой рабочий проводники разделены.

Рис. 3.3. Система TN-С-S переменного тока

1 — заземлитель нейтрали источника переменного тока; 2 — открытые проводящие части.
Нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике в части системы.

Рис. 3.4. Система IT переменного тока

1 — сопротивление заземления нейтрали источника питания (если имеется); 2 — заземлитель; 3 — открытые проводящие части; 4 — заземляющее устройство.

Открытые проводящие части электроустановки заземлены. Нейтраль источника изолирована от земли или заземлена через большое сопротивление.

Рис. 3.5. Система ТT переменного тока. Вариант 1

1 — заземлитель нейтрали источника переменного тока; 2 — открытые проводящие части; 3 — заземлитель открытых проводящих частей.

Открытые проводящие части электроустановки заземлены при помощи заземления, электрически независимого от заземлителя нейтрали.

Рис. 3.6. Система ТT переменного тока. Вариант 2

1 — заземлитель нейтрали источника переменного тока; 2 — открытые проводящие части; 3 — заземлитель открытых проводящих частей.

Открытые проводящие части электроустановки заземлены при помощи заземления, электрически независимого от заземлителя нейтрали.

Условные обозначения систем расшифровываются следующим образом.

Первая буква — состояние нейтрали источника относительно земли:

Т — заземленная нейтраль;
I — изолированная нейтраль.
Вторая буква — состояние открытых проводящих частей относительно земли:
Т — открытые проводящие части заземлены независимо от отношения к земле нейтрали источника питания или какой-либо точки питающей сети;
N — открытые проводящие части присоединены к глухозаземленной нейтрали источника питания.
Последующие (после буквы N) буквы — совмещение в одном проводнике или разделение функций нулевого рабочего и нулевого защитного проводников:
S — нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (РЕ) проводники разделены;
С — функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике (РЕN-проводник).

Приняты следующие графические обозначения проводников:

N — — нулевой рабочий (нейтральный) проводник;
PE — — защитный проводник (заземляющий проводник, нулевой защитный проводник, защитный проводник системы уравнивания потенциалов);
PEN — — совмещенный нулевой защитный и нулевой рабочий проводники.

Международная электротехническая комиссия — МЭК в течение многих лет довольно успешно ведет работу по унификации национальных электротехнических правил. Стандарты МЭК признаны практически во всех странах Европы и частично в США, Канаде, Японии. Одним из важных достижений этой унификации является разработка единой системы электрозащитных мероприятий, в частности, системы защитного заземления — TN-S, TN-C,TN-C-S, TT и IT.

Ранее во всем мире — от Америки до Австралии применялась система защиты, основанная на соединении нетоковедущих проводящих частей (корпусов) оборудования с землей и заземленной нейтралью источника. Традиционно эта система называлась «зануление» в России, «Nullung» в Германии и Австрии, PME (protective multiple earthing) в Англии, MEN (multiple earthed neutral) в Австралии и т.д.

Защитное ее действие основано на принципе достижения за счет многократного заземления и соединения нетоковедущих частей с нейтралью источника «нулевого» потенциала на корпусе, т.е. равного потенциалу земли. Зануление, несмотря на ряд недостатков, долгие годы служило и продолжает служить основным электрозащитным средством в миллионах электроустановок во всем мире и, безусловно, спасло многие и многие человеческие жизни.

Технический прогресс, модернизация электрооборудования, бурное развитие электротехнической промышленности, в частности, появление современных автоматических выключателей со свойствами ограничения тока короткого замыкания, чувствительных и надежных устройств защитного отключения и др. продиктовали новые требования по обеспечению электробезопасности при эксплуатации электроустановок промышленного, социально-бытового, специального назначения. МЭК разработала вышеупомянутую систему электрозащитных мероприятий и вместо старого доброго «зануления» появился комплекс мероприятий под названием «защита с помощью автоматического отключения источника питания». При этом зануление, до сих пор действующее в огромном количестве электроустановок, не исчезло, оно осталось, но в рамках новых правил его следует рассматривать лишь как применяемую в определенных случаях составную часть данного комплекса.

Системы ТN-S и ТN-С-S широко применяются в европейских странах — Германии, Австрии, Франции и др. В системе ТN-S все открытые проводящие части электроустановки здания соединены отдельным нулевым защитным проводником РЕ непосредственно с заземляющим устройством источника питания.

При монтаже электроустановок правила предписывают применять для защитного проводника (РЕ) провод в желто-зеленой полосатой изоляции.

В системе ТN-С-S во вводно-распределительном устройстве электроустановки совмещенный нулевой защитный и нулевой рабочий проводник РЕN разделен на нулевой защитный РЕ и нулевой рабочий N проводники.

Нулевой защитный проводник PE соединен со всеми открытыми проводящими частями и может быть многократно заземлен, в то время как нулевой рабочий проводник N не должен иметь соединения с землей.

Наиболее перспективной для нашей страны является система ТN-С-S, позволяющая в комплексе с широким внедрением УЗО обеспечить высокий уровень электробезопасности в электроустановках без их коренной реконструкции.

Важное замечание!

В электроустановках с системами заземления ТN-S и ТN-С-S электробезопасность потребителя обеспечивается не собственно системами, а устройствами защитного отключения (УЗО), действующими более эффективно в комплексе с этими системами заземления и системой уравнивания потенциалов.

Собственно сами системы заземления — без УЗО, не обеспечивают необходимой безопасности.

Например, при пробое изоляции на корпус электроприбора или какого-либо аппарата, при отсутствии УЗО отключение этого потребителя от сети осуществляется устройствами защиты от сверхтоков — автоматическими выключателями или плавкими вставками.

Быстродействие устройств защиты от сверхтоков, во-первых, уступает быстродействию УЗО, а, во-вторых, зависит от многих факторов — кратности тока короткого замыкания, которая в свою очередь определяется сопротивлением фазных и нулевых проводников, переходным сопротивлением в месте повреждения изоляции, длиной линий, точностью калибровки автоматических выключателей и др.

Наличие на объекте металлических корпусов, арматуры и пр., соединенных с РЕ-проводником, повышает опасность электропоражения, поскольку в этом случае вероятность образования цепи: «токоведущий проводник — тело человека — земля» гораздо выше. Только УЗО способно защитить человека от поражения при прямом прикосновении.

Внедрение систем ТN-S и ТN-С-S в европейских странах, к опыту которых мы вынуждены постоянно обращаться, поскольку там рассматриваемые проблемы решались на два десятилетия раньше, также проходило с большими трудностями. Например, в литературе описан случай, когда электромонтер при подключении одного объекта ошибочно подключил фазу на защитный проводник, что повлекло за собой смертельное поражение нескольких человек.

В плане обеспечения условий электробезопасности при эксплуатации электроустановки серьезной альтернативой вышерассмотренным системам заземления является сравнительно новое, но все более широко применяемое эффективное электрозащитное средство — двойная изоляция.

Достижения химической промышленности в области производства пластиков и керамик, имеющих великолепные механические и электроизоляционные характеристики, позволили значительно расширить ассортимент электробезопасных электроприборов и электроинструментов в исполнении «двойная изоляция», при применении которых тип системы заземления в плане обеспечения условий электробезопасности не имеет принципиального значения.

Изделия в исполнении «двойная изоляция» маркируются знаком .

3.2. ОРГАНИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ TN-C-S В СИСТЕМЕ ТN-С

Следует особо рассмотреть правила выполнения системы TN-C-S в системе TN-C.

Совмещенный PEN-проводник разделяется на нулевой защитный РЕ и нулевой рабочий N проводники во вводно-распределительном устройстве (рис. 3.7).

В ПУЭ (7-е изд. п. 7.1.36) указывается «...Нулевой рабочий и нулевой защитный проводники не допускается подключать под общий контактный зажим».

Смысл этого требования заключается в необходимости в целях обеспечения условий электробезопасности сохранения соединения защитного проводника с заземлением в случае разрушения (выгорания) контактного зажима.

На рис. 3.8 показаны примеры выполнения этого подключения — в этажном или квартирном щитках.

Рис. 3.7. Выполнение системы заземления TN-C-S

Рис. 3.8. Примеры выполнения подключения проводников PE и N к PEN-проводнику

3.3. СИСТЕМА УРАВНИВАНИЯ ПОТЕНЦИАЛОВ

Важное значение для обеспечения условий электробезопасности в конкретной электроустановке имеет выполнение системы уравнивания потенциалов.

Правила выполнения системы уравнивания потенциалов определены стандартом МЭК 364-4-41 и пп. 1.7.82, 1.7.83, 7.1.87, 7.1.88 ПУЭ 7-го изд. Эти правила предусматривают подсоединение всех подлежащих заземлению проводников к общей шине (рис. 3.9).

Такое решение позволяет избежать протекания различных непредсказуемых циркулирующих токов в системе заземления, вызывающих возникновение разности потенциалов на отдельных элементах электроустановки.

На рис. 3.10 приведен пример выполнения системы уравнивания потенциалов в электроустановке жилого дома.

ПУЭ 7-го издания (1999 г.) пп. 7.1.87, 7.1.88 предписывают устройство основной системы и системы дополнительного уравнивания потенциалов следующим образом.

п. 7.1.87. На вводе в здание должна быть выполнена система уравнивания потенциалов путем объединения следующих проводящих частей:

• основной (магистральный) защитный проводник;
• основной (магистральный) заземляющий проводник или основной заземляющий зажим;
• стальные трубы коммуникаций зданий и между зданиями;

металлические части строительных конструкций, молниезащиты, системы центрального отопления, вентиляции и кондиционирования. Такие проводящие части должны быть соединены между собой на вводе в здание.

Рекомендуется по ходу передачи электроэнергии повторно выполнять дополнительные системы уравнивания потенциалов.

п. 7.1.88. К дополнительной системе уравнивания потенциалов должны быть подключены все доступные прикосновению открытые проводящие части стационарных электроустановок, сторонние проводящие части и нулевые защитные проводники всего электрооборудования (в том числе штепсельных розеток).

Для ванных и душевых помещений дополнительная система уравнивания потенциалов является обязательной и должна предусматривать, в том числе, подключение сторонних проводящих частей, выходящих за пределы помещений. Если отсутствует электрооборудование с подключенными к системе уравнивания потенциалов нулевыми защитными проводниками, то систему уравнивания потенциалов следует подключить к РЕ шине (зажиму) на вводе. Нагревательные элементы, замоноличенные в пол, должны быть покрыты заземленной металлической сеткой или заземленной металлической оболочкой, подсоединенными к системе уравнивания потенциалов. В качестве дополнительной защиты для нагревательных элементов рекомендуется использовать УЗО на ток 30 мА.

Не допускается использовать для саун, ванных и душевых помещений системы местного уравнивания потенциалов.

ПУЭ 7-го издания (2002 г.) п.п. 1.7.82, 1.7.83 предписывают устройство основной системы и системы дополнительного уравнивания потенциалов следующим образом:

п. 1.7.82. Основная система уравнивания потенциалов в электроустановках до 1 кВ должна соединять между собой следующие проводящие части:

1) нулевой защитный PE- или PEN-проводник питающей линии в системе TN;

2) заземляющий проводник, присоединенный к заземляющему устройству электроустановки, в системах IT и ТТ;

3) заземляющий проводник, присоединенный к заземлителю повторного заземления на вводе в здание (если есть заземлитель);

4) металлические трубы коммуникаций, входящих в здание: горячего и холодного водоснабжения, канализации, отопления, газоснабжения и т.п.

Если трубопровод газоснабжения имеет изолирующую вставку на вводе в здание, к основной системе уравнивания потенциалов присоединяется только та часть трубопровода, которая находится относительно изолирующей вставки со стороны здания;

5) металлические части каркаса здания;

6) металлические части централизованных систем вентиляции и кондиционирования. При наличии децентрализованных систем вентиляции и кондиционирования металлические воздуховоды следует присоединять к шине РЕ щитов питания вентиляторов и кондиционеров;

7) заземляющее устройство системы молниезащиты 2-й и 3-й категорий;

8) заземляющий проводник функционального (рабочего) заземления, если такое имеется и отсутствуют ограничения на присоединение сети рабочего заземления к заземляющему устройству защитного заземления;

9) металлические оболочки телекоммуникационных кабелей.

Проводящие части, входящие в здание извне, должны быть соединены как можно ближе к точке их ввода в здание.

Для соединения с основной системой уравнивания потенциалов все указанные части должны быть присоединены к главной заземляющей шине при помощи проводников системы уравнивания потенциалов.

п. 1.7.83. Система дополнительного уравнивания потенциалов должна соединять между собой все одновременно доступные прикосновению открытые проводящие части стационарного электрооборудования и сторонние проводящие части, включая доступные прикосновению металлические части строительных конструкций здания, а также нулевые защитные проводники в системе TN и защитные заземляющие проводники в системах IT и ТТ, включая защитные проводники штепсельных розеток.

Для уравнивания потенциалов могут быть использованы специально предусмотренные проводники либо открытые и сторонние проводящие части, если они удовлетворяют требованиям п. 1.7.122 ПУЭ к защитным проводникам в отношении проводимости и непрерывности электрической цепи.

В последнее время, с повышением оснащенности современных жилых домов и производственных зданий различными электроприборами и постоянным развитием их электроустановок все чаще стали наблюдаться явления ускоренной коррозии трубопроводов систем водоснабжения и отопления. За короткое время — от полугода до двух лет на трубах как подземной, так и воздушной прокладки образуются точечные свищи, быстро увеличивающиеся в размерах.

Причиной ускоренной точечной (питтинговой) коррозии труб в 98 % случаев является протекание по ним блуждающих токов.

Применение УЗО в комплексе с правильно выполненной системой уравнивания потенциалов позволяет ограничить и даже исключить протекание токов утечки, блуждающих токов по проводящим элементам конструкции здания, в том числе и по трубопроводам.

4. УЗО — ЭФФЕКТИВНОЕ ПРОТИВОПОЖАРНОЕ И ЭЛЕКТРОЗАЩИТНОЕ СРЕДСТВО
4.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Устройства защитного отключения, реагирующие на дифференциальный ток, наряду с устройствами защиты от сверхтока, относятся к дополнительным видам защиты человека от поражения при косвенном прикосновении, обеспечиваемой путем автоматического отключения питания.

Защита от сверхтока (при применении защитного зануления) обеспечивает защиту человека при косвенном прикосновении — путем отключения автоматическими выключателями или предохранителями поврежденного участка цепи при коротком замыкании на корпус.

При малых токах замыкания, снижении уровня изоляции, а также при обрыве нулевого защитного проводника зануление недостаточно эффективно, поэтому в этих случаях УЗО является единственным средством защиты человека от электропоражения.

В основе действия защитного отключения, как электрозащитного средства, лежит принцип ограничения (за счет быстрого отключения) продолжительности протекания тока через тело человека при непреднамеренном прикосновении его к элементам электроустановки, находящимся под напряжением (рис. 4.1).

Из всех известных электрозащитных средств УЗО является единственным, обеспечивающим защиту человека от поражения электрическим током при прямом прикосновении к одной из токоведущих частей.

Другим не менее важным свойством УЗО является его способность осуществлять защиту от возгораний и пожаров, возникающих на объектах вследствие возможных повреждений изоляции, неисправностей электропроводки и электрооборудования.

По данным ФГУ ВНИИПО МЧС России более трети всех пожаров происходят по причине возгорания электропроводки в результате нагрева проводников по всей длине, искрения, горения электрической дуги на каком-либо элементе, вызванных токами короткого замыкания.

Короткие замыкания, как правило, развиваются из дефектов изоляции, замыканий на землю, утечек тока на землю. УЗО, реагируя на ток утечки на землю или защитный проводник, заблаговременно, до развития в короткое замыкание, отключает электроустановку от источника питания, предотвращая тем самым недопустимый нагрев проводников, искрение, возникновение дуги и возможное последующее возгорание.

В отдельных случаях энергии, выделяемой в месте повреждения изоляции при протекании токов утечки, достаточно для возникновения очага возгорания и, как следствие, пожара.

По данным различных отечественных и зарубежных источников, локальное возгорание изоляции может быть вызвано довольно незначительной мощностью, выделяемой в месте утечки.

В зависимости от материала и срока службы изоляции эта мощность составляет всего 40-60 Вт. Это означает, что своевременное срабатывание УЗО противопожарного назначения с уставкой 300 мА предупредит выделение указанной мощности, и, следовательно, не допустит возгорания.

Первое устройство защитного отключения было запатентовано германской фирмой RWE (Rheinisch—Westfдlisches Elektrizitдtswerk AG) в 1928 г. ( RP № 552 678 от 08.04.28).

Впервые принцип токовой дифференциальной защиты, ранее применявшийся для защиты оборудования — генераторов, линий, трансформаторов, был применен для защиты человека от поражения электрическим током.

В 1937 г. фирма Schutzapparategesellschaft Paris & Co. изготовила первое действующее устройство на базе дифференциального трансформатора и поляризованного реле, имевшее чувствительность 0,01 А и быстродействие 0,1 с. В том же году с помощью добровольца — сотрудника фирмы было проведено натурное испытание УЗО.

Эксперимент закончился благополучно, устройство четко сработало, доброволец испытал лишь слабый удар электрическим током, хотя и отказался от участия в дальнейших опытах.

Все последующие годы, за исключением военных и первых послевоенных, в европейских странах велась интенсивная работа по изучению действия электрического тока на организм человека, разработке электрозащитных средств и в первую очередь — совершенствованию и внедрению УЗО. В середине 50-х годов в Австрии, ФРГ, Франции началось массовое внедрение УЗО (независящих от напряжения питания — электромеханических) во все без исключения электроустановки — на производстве, в общественных зданиях, жилье.

В США разработка УЗО шла по пути создания электронных устройств. В 1961 г. было испытано трехполюсное УЗО с электронным усилителем, требовавшим питания от сети, с номинальным отключающим дифференциальным током 18 мА. Поскольку в этой стране до сих пор основным электрозащитным мероприятием служит зануление в TN-сетях, УЗО могло выполнять только функции дополнительной защитной меры. С целью снижения риска электропоражения при прямом прикосновении к токоведущим частям (120 В относительно земли) нормативно было определено значение номинального отключающего дифференциального тока 5 мА. По причине высокой вероятности ложного срабатывания электронного УЗО под воздействием различных электромагнитных процессов в силовой цепи в США устройства защитного отключения применяют исключительно для защиты отдельных цепей — как правило, УЗО вмонтированы в розеточные блоки, широко используются УЗО-вилки, УЗО в удлинителях. В распределительные щиты УЗО устанавливают на цепь ванных комнат.

Результатом масштабного внедрения УЗО явилось отмеченное официальной статистикой во всех странах резкое, на порядок и более снижение электротравматизма.

В 70-х годах, в нашей стране активно велись научно-исследовательские, экспериментальные и опытно-конструкторские работы по созданию и внедрению в широкую практику УЗО.

На нескольких предприятиях было освоено производство УЗО, к сожалению, в малых объемах.

Большое значение имело осуществленное в 80-е годы оборудование ряда школ страны устройствами УЗОШ (школьное) производства Гомельского завода «Электроаппаратура». Этот завод выпускал также устройства ЗОУП-25 (для сельскохозяйственного электрооборудования), УЗО-В (УЗО-вилка — для подключения бытовых электроприборов). В настоящее время эти устройства как морально, так и по конструкции и элементной базе сильно устарели.

При реконструкции гостиницы «Россия» после печально известного пожара все гостиничные номера были оборудованы отечественными УЗО, изготовленными по специальному заказу одним из оборонных предприятий.

В 1960—1970 гг. во всем мире, в первую очередь в странах Западной Европы, Японии, США началось активное внедрение УЗО в широкую практику.

В настоящее время сотни миллионов УЗО успешно, о чем свидетельствует официальная статистика, защищают жизнь и имущество граждан Франции, Германии, Австрии, Австралии и других стран от электропоражений и пожаров.

УЗО давно стало привычным и обязательным элементом любой электроустановки промышленного или социально-бытового назначения.

УЗО является обязательным элементом любого распределительного щита — стационарного, временного (на стройплощадке) или мобильного.

УЗО оборудованы в обязательном порядке все передвижные объекты (жилые домики-прицепы на кемпинговых площадках, торговые фургоны, фургоны общественного питания, малые временные электроустановки наружной установки, например, устраиваемые на площадях на время праздничных гуляний), ангары, гаражи.

УЗО встраивают в розеточные блоки или вилки, через которые подключаются электроинструмент или бытовые электроприборы, эксплуатируемые в особо опасных — влажных, пыльных, с проводящими полами и т.п. помещениях.

Представляет интерес еще один аспект применения УЗО — во Франции устройства, реагирующие на дифференциальный ток, широко применялись в целях борьбы с хищениями электроэнергии путем использования локального заземлителя.

Страховые компании при оценке риска, определяющего страховую сумму, обязательно учитывают наличие на объекте страхования УЗО и их техническое состояние.

В настоящее время на каждого жителя указанных стран приходится в среднем по два-три устройства.

Спрос на УЗО остается стабильно очень большим, поэтому многие зарубежные фирмы продолжают в значительных количествах выпускать эти устройства самых различных модификаций, постоянно их модернизируя и совершенствуя их технические параметры.

Следует отметить, что термин «устройство защитного отключения — УЗО», принятый в отечественной специальной литературе, наиболее точно определяет назначение данного устройства и его отличие от других коммутационных электрических аппаратов — автоматических выключателей, выключателей нагрузки, магнитных пускателей и т.д.

За рубежом приняты следующие обозначения:

В Германии, Австрии — Fehlerstrom-Schutzschalter. Сокращенно: FI-Schutzschalter.
(F — Fehler — повреждение, неисправность, утечка, I — символ тока в электротехнике, Schutzschalter — защитный выключатель.

Во Франции — disjoncteur differentiel (дифференциальный вы- ключатель). Сокращенно: DD.

В Великобритании — earth leakage circuit breaker (выключатель тока утечки на землю). Сокращенно: e.l.c.b.

В США — Ground Fault Circuit Interrupter (размыкатель тока утечки на землю). Сокращенно: GFCI.

В настоящее время действует международная классификация УЗО, разработанная международной электротехнической комиссией — МЭК (IEC) — (табл. 4.1).

Принято общее название — residual current protective device — RCD.

Точный перевод — защитное устройство по разностному (дифференциальному) току.

Таблица 4.1

Примечание:

Слово «residual» имеет два варианта перевода на русский язык — «разностный» и «остаточный». Термина «остаточный ток» в отечественной электротехнической терминологии не существует.

Правильным переводом, точно отражающим физический смысл понятия «residual current» будет «разностный ток».

Термин «разностный ток» также точно соответствует применяемому в отечественной электротехнике определению «дифференциальный ток».

Применение же термина «остаточный ток» приводит к различным недоразумениям. Тем более недопустимо применение ошибочного термина в государственном стандарте.

Другая неточность, также присутствующая в российских стандартах, это определение УЗО, как «устройства, управляемого остаточным током».

В таком определении нарушен принцип причинно-следственной связи. Устройство не управляется этим током, а реагирует на него! Следует отметить, что в новом 7-ом издании ПУЭ применяется правильный термин — УЗО, реагирующее на дифференциальный ток.

К сожалению, в последних отечественных стандартах (серии ГОСТ Р 51326-99, ГОСТ Р 51327-99) также применена неточная терминология: в отличие от принятого в основном стандарте (ГОСТ Р 50807-95) определения и названия — УЗО, в указанных стандартах это устройство (в неточном переводе определения RCD стандарта МЭК) называется то выключатель дифференциального тока — ВДТ, то автоматический выключатель дифференциального тока — АВДТ, что вводит в заблуждение специалистов. Введение этих названий очень напоминает известный дорогостоящий административный эксперимент по переименованиям — «ГАИ — ГИБДД — ГАИ».

Характерно, что зарубежные специалисты в публикациях и технических документах применяют иногда термин RCD, однако в основном используют национальные названия — FI, DD, GFCI и т.д.

В рекламных проспектах некоторых российских фирм, торгующих электротехническими изделиями, а также многих зарубежных фирм — французских (Schneider, Legrand), китайских (ДЭК, ИЭК, Sassin, Chint), испанских (Circutor, GE Power), турецких (Federal, Tetsan) УЗО со встроенной защитой от сверхтоков (комбинированное) часто называется «дифференциальный автомат», или «дифференциальный выключатель», «дифференциальное реле».

Это название — ошибочное, не соответствует российским стандартам. Появилось оно в результате неправильного перевода иностранного термина, сделанного переводчиком, незнакомым с отечественной электротехнической терминологией.

В заключение раздела необходимо еще раз подчеркнуть важное значение использования правильной терминологии в такой серьезной области как электробезопасность. Термин «УЗО» применяется в России уже многие годы, имея верную смысловую нагрузку, он получил широкое распространение и признание у всех специалистов, занимающихся как разработкой, проектированием, так и практической реализацией систем электробезопасности.

4.2. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ УЗО

Функционально УЗО можно определить как быстродействующий защитный выключатель, реагирующий на дифференциальный ток в проводниках, подводящих электроэнергию к защищаемой электроустановке.

Принцип действия УЗО дифференциального типа основан на применении электромагнитного векторного сумматора токов — дифференциального трансформатора тока.

Сравнение текущих значений двух и более (в четырехполюсных УЗО — 4-х) токов по амплитуде и фазе наиболее эффективно, т.е. с минимальной погрешностью, осуществляется электромагнитным путем — с помощью дифференциального трансформатора тока (рис.4.2).

Суммарный магнитный поток в сердечнике — Ф_, пропорциональный разности токов в проводниках, являющихся первичными обмотками трансформатора, i_L и i_N, наводит во вторичной обмотке трансформатора тока соответствующую эдс, под действием которой в цепи вторичной обмотки протекает ток i_вт, также пропорциональный разности первичных токов.

Следует отметить, что к магнитному сердечнику трансформатора тока электромеханического УЗО предъявляются чрезвычайно высокие требования по качеству — высокая чувствительность, линейность характеристики намагничивания, температурная и временная стабильность и т. д.

По этой причине для изготовления сердечников трансформаторов тока, применяемых при производстве УЗО, используется специальное высококачественное аморфное (некристаллическое) железо.

Основные функциональные блоки УЗО представлены на рис. 4.3.

Важнейшим функциональным блоком УЗО является дифференциальный трансформатор тока 1.

В абсолютном большинстве УЗО, производимых и эксплуатируемых в настоящее время во всем мире, в качестве датчика дифференциального тока используется именно трансформатор тока.

В литературе по вопросам конструирования и применения УЗО этот трансформатор иногда называют трансформатором тока нулевой последовательности — ТТНП, хотя понятие «нулевая последовательность» применимо только к трехфазным цепям и используется при расчетах несимметричных режимов многофазных цепей.

Пусковой орган (пороговый элемент) 2 выполняется, как правило, на чувствительных магнитоэлектрических реле прямого действия или электронных компонентах.

Исполнительный механизм 3 включает в себя силовую контактную группу с механизмом привода.

В нормальном режиме, при отсутствии дифференциального тока — тока утечки, в силовой цепи по проводникам, проходящим сквозь окно магнитопровода трансформатора тока 1, протекает рабочий ток нагрузки. Проводники, проходящие сквозь окно магнитопровода, образуют встречно включенные первичные обмотки дифференциального трансформатора тока.

Если обозначить ток, протекающий по направлению к нагрузке, как I₁, а от нагрузки как I₂, то можно записать равенство:

I₁ = I₂.

Равные токи во встречно включенных обмотках наводят в магнитном сердечнике трансформатора тока равные, но векторно встречно направленные магнитные потоки Ф₁ и Ф₁.

Рез<