Назначение
Данные устройства выполняют сразу несколько функций:
- Быстрое отключение оборудования и электроприборов в однофазных сетях в случаях выхода параметров напряжения за установленные граничные пределы. Точно так же защита срабатывает и при обрыве нулевого проводника.
- Защита оборудования и других подключенных нагрузок на данном объекте от влияния скачков напряжения импульсного типа, произошедших в результате работы расположенных поблизости источников таких импульсов. В этом случае все приборы и электронная аппаратура оказываются надежно защищенными от разрушений и возможного возгорания.
Защитные устройства полностью контролируют состояние напряжения и предупреждают возможные причины, вызывающие срабатывание. После отключения в аварийном режиме устройство защиты УЗМ включается автоматически, когда сетевое напряжение приходит в норму. Такое включение происходит через определенное время задержки, настраиваемое пользователем.
Подобная защитная аппаратура может применяться при любых конфигурациях электрических сетей – TN-C, TN-S, TN-C-S, ТТ. Вместе с тем, ее использование вовсе не отменяет традиционные средства защиты – автоматы, УЗО и другие.
Кроме защиты, УЗМ-50Ц снижает пусковые токи при подключении нагрузок емкостного типа. В этом случае контакты реле замыкаются при нулевом значении сетевого напряжения, когда оно переходит через нулевой проводник.
Таблица состояний индикатора УЗДП IEK
На передней панели устройства расположен двухцветный индикатор, который может гореть, мигать или не гореть двумя цветами – красным и зеленым.
Таблица индикации состояния работы и аварий УЗДП IEK
Разберём подробно состояния, индицируемые этим светодиодом.
Таблица светодиодной индикации неисправностей и состояния работы
- Постоянный зелёный – всё ОК. Всё включено и работает.
- Постоянный красный – выполнена основная функция устройства, оно отключило нагрузку вследствие искрения в цепи нагрузки. Что дальше? Просто включаем УЗДП, и смотрим, что будет дальше. Наша цель – найти место и устранить причину искрения. Как это сделать – будет ниже.
- Мигающий зелёный – устройство отключилось по причине превышения порога 275 В. При этом в момент наблюдения напряжение ниже 275 В, можно включать УЗДП и наслаждаться благами электрификации всей страны.
- Мигающий красный – то же самое (выключено из-за превышения уровня 275 В), с маленьким отличием – в сети сейчас авария, и включать УЗДП нельзя (хотя нет, можно, но через долю секунды оно выключится). Тут нужно разобраться, что произошло, либо подождать в надежде, что светодиод станет мигать зелёным цветом. Если “зелёного” нет, придётся вызвать электрика. И поблагодарить УЗДП – иначе бы наши лампочки Ильича не миновала печальная участь.
- Мигающий двумя цветами – самое печальное событие, УЗДП сам проверил своё “здоровье”, и решил, что неисправен. Можно попробовать “перезагрузить” его, выключив и включив обратно вводной автомат (ведь внутри – контроллер, а они имеют свойство иногда “зависать”). Если это не помогло – нужно выключать вводной автомат и снимать УЗДП на замену. Временно можно поставить двухполюсный автомат с током не менее номинала УЗДП. Почему двухполюсный автомат, неужели он является аналогом УЗДП? Конечно, нет, просто контакты такого автомата и УЗДП идеально совпадают, и их можно использовать в данном случае как клеммы.
Пикантный вопрос, который я не раз поднимал в статьях про реле напряжения – надо ли ставить байпас? Его теоретически можно сделать в виде автомата параллельно фазным выводам УЗДП. С одной стороны, его могут включить некомпетентные пользователи, и тогда герой статьи останется не у дел. Но если наш “пожарник” начнёт мигать всеми цветами – восстановить работу квартиры можно за секунду. Естественно, производитель ставить байпас не рекомендует, поэтому решайте сами.
Казалось бы, почему при восстановлении уровня напряжения устройству не включиться? Однако, это запрещено ГОСТом 62606-2016 – должен прийти человек, проанализировать причину, убедиться в безопасности, и вручную подать питание.
УЗИП, УЗП — устройство защиты от импульсных перенапряжений
Применительно к ним встречаются такие сокращения, как ОПН, ОИН, ОПС и т.д. Обычно такие устройства содержат внутри один или несколько варисторов, сопротивление которых резко уменьшается при достижении напряжением определенного предела. Включаются как правило между фазным проводом и землей, но могут также дополнительно включаться и между нулевым проводом и землей. Например, широко применяемое УЗП-220С защищает от перенапряжения как на фазном, так и на нулевом проводах. Основное назначение таких устройств — защищать от перенапряжений, вызванных грозовыми разрядами и коммутационными процессами.
Виды и типы УЗДП
При всем при этом, ГОСТ не определяет как именно это сделать. Каждый производитель решает задачу по своему и оформляет соответствующие патенты.
Меандр УЗМ 51МД
AFDD Eaton
УЗИс-С1-40 Эколайт
Siemens 5SM AFD
ABB S-ARC1
Hager
Только при наложении в совокупности всех факторов, защитный аппарат определяет что в цепи появилась дуга и отключает ее.
Если импульсы в сети меньше заданной амплитуды, то это считается не опасным и прибор не реагирует.
Ручных настроек в отличии от привычных нам реле напряжения, на таких дугозащитных «автоматах» нет.
В релюшках напряжения можно подкрутить срабатывание как по верхней границе, так и по нижней. Здесь же все параметры задаются на заводе изготовителе.
Безусловно, у самых первых подобных экземпляров все еще встречаются погрешности и ложные срабатывания. Технологию нельзя назвать до конца отработанной.
Однако большинство грубых ошибок уже исключены. Например обыкновенный пылесос, блендер или дрель, при включении могут породить похожую на дугу определенную волновую характеристику. Также дуга возникает при электророзжиге плиты.
Любой щеточный электроинструмент искрит, в особенности если его щетки уже достаточно выработались. Не говоря уже про начальный бросок пускового тока.
Производители учитывают все эти рабочие моменты и ложных срабатываний у качественных моделей становится все меньше и меньше.
Как быстро должны срабатывать такие устройства обнаружения дугового разряда? Зависит здесь все от напряжения и номинала тока дуги.
По требованию стандарта IEC 62606 при токе в 10А время срабатывания не должно превышать 0,25 секунд.
Вот таблица всех значений:
Фото внешнего вида УЗИС Эколайт
Внешний вид устройства показан в начале статьи. Вот боковая сторона со схемой подключения:
УЗИс Эколайт. Схема подключения
Схема подключения вроде бы простая, но имеет одну важную особенность! Дело в том, что в отличии от других подобных устройств, УЗИс подключается снизу, на клеммы IN, а выходные клеммы OUT – сверху!
Как выглядят клеммы:
Клеммы для подключения УЗИс. Надёжно.
Для проверки работоспособности в комплект входит средство контроля зоны функционирования (имитатор искрения):
Средство контроля УЗИс – имитатор искрения
В случае необходимости проверки работы УЗИс или при каких-то подозрениях в его неисправности можно вставить в любую розетку это устройство, и УЗИс должен сработать.
Имитатор искрения для проверки устройства защиты от дугового пробоя
Впрочем, УЗИс имеет внутреннюю схему контроля, которая проверяет устройство на работоспособность сразу после включения и затем каждые 12 часов.
Ещё несколько фото упаковки. Информативно и красочно.
Основные причины возгораний в электросетях
Радует, что такие вещи делают в Сколково!
УЗИс Эколайт, коробка
УЗИс Эколайт, упаковка
Принцип работы
Работа защитного устройства УЗМ-51МД происходит в следующем алгоритме. Между моментом подачи напряжения и переходом в режим готовности выдерживается 5-секундный временной интервал. В этот период все индикаторы отключены. Если после проверки напряжение установлено как допустимое, верхний индикатор «норма-авария» будет производить зеленое мигание. Со времени включения этого светодиода начинается временная задержка включения, по умолчанию установленная на 10 секунд. После этого нагрузка будет подключена к питающему напряжению. Включение можно ускорить, используя кнопку «вкл-выкл», обеспечивающую ручное управление.
В случае аварийного отключения, последующее включение выполняется на автомате, после того как будут восстановлены нормальные параметры напряжения. Здесь также соблюдается задержка, составляющая 10 с или 6 минут. В случае аварии нагрузка не сможет быть подключенной вручную, поскольку реле не позволит этого сделать.
После установления нормального рабочего режима, УЗМ осуществляет контроль напряжения и параметров сети с подключенной нагрузкой. С появлением высоковольтного импульсного напряжения, в работу включается варистор, шунтирующий его до показателей не опасных для оборудования.
Если же напряжение отклоняется от граничных пределов срабатывания, начинает отсчитываться задержка, после которой нагрузка отключается. Для верхнего предела она составляет 0,2 секунды, для нижнего – 10 секунд. Если в эти промежутки времени напряжение вернется к заданным показателям, произойдет сброс отсчета времени и нагрузка не будет отключена.
Когда в сети обнаруживается искрение или дуга, превышающая по своей продолжительности безопасные рабочие показатели, нагрузка будет отключена в аварийном режиме. Оба индикатора – верхний и нижний будут гореть красным светом. Через 30 секунд устройство попытается повторно включить нагрузку. Если же после включения на протяжении 20 минут вновь обнаружатся признаки искрения, нагрузка снова отключится, но уже на 4 минуты. В третий раз прибор полностью отключить нагрузку, до тех пор, пока авария не будет устранена. После этого нагрузка может быть включена лишь в ручном режиме.
Для чего нужно устройство защиты от искрения (УЗИс)
По статистике большинство возгораний и образовавшихся после этого пожаров возникают по причине неисправности электроприборов, а также вследствие плохого контакта на участке цепи, таком как переходники и удлинители. В этой статье речь пойдет об устройстве защиты от искрения УЗИс-С1-40 от , которое как раз и обеспечивает распознание искрения на проблемном участке цепи и производит своевременное отключение, а также защиту контролируемого участка.
Ниже мы подробно расскажем, что такое УЗИс, как работает данный аппарат и какая у него схема подключения.
Конструктивные особенности
Прибор изготовлен для установки на стандартную 35 мм DIN рейку. Устройство защиты от искрения имеет неразборный корпус IP40 с четырьмя контактами, IN и OUT для подключения в электросеть. С правого бока корпуса нанесена схема подключения в электросеть, с условными обозначениями входа и выхода, а также предполагаемой нагрузки.
На лицевой стороне расположен рычаг свободного расцепителя, для включения и отключения защищаемой цепи. Там же размещен регулятор установки максимального допустимого напряжения сети, с 260 до 290 Вольт. Для взаимодействия с пользователем выведен светодиод, по режимам индикации которого можно определить состояние прибора и контролируемой сети.
Клемма IN (вход), расположена снизу устройства, а OUT (выход на потребителей) расположился вверху. Такое решение призвано для удобства монтажа в распределительный щит и экономии места в нем
Также стоить обратить внимание на то, что проводник L коммутируется в устройстве, а N соединяет вход и выход без разрыва
В комплекте с прибором поставляется средство контроля функционирования зоны защиты, которое имитирует искрение в сети. Выполнено оно в форме вилки для стандартной розетки.
С помощью данного прибора можно определить исправность УЗИс, а также проконтролировать зону функционирования защиты устройства (чувствительность аппарата).
Используя средство контроля можно определить способность защиты от искрения чувствовать начало опасных процессов на определенной дистанции, поскольку на продолжительных линиях сигнал затухает и не детектируется прибором защиты.
На видео ниже вы можете ознакомиться с испытаниями устройства защиты от искрения, в том числе и нашим:
Важно! На зону функционирования могут воздействовать помехи от импульсных источников питания электроприборов. В этом случае производитель рекомендует подключение проблемных потребителей через стандартный 3-х метровый удлинитель. Помимо этого в комплекте идет наклейка с расшифровкой сигналов индикатора УЗИс, которая наклеивается на дверцу ЩР
Помимо этого в комплекте идет наклейка с расшифровкой сигналов индикатора УЗИс, которая наклеивается на дверцу ЩР.
Основные технические характеристики устройства защиты от искрения:
Чтобы узнать больше о рассматриваемом приборе, рекомендуем просмотреть видео:
Схема подключения
Возможные варианты подключения УЗИс-С1-40 предоставлены ниже:
После установки и присоединения никаких дополнительных установок не требуется. При подаче напряжения в сеть, контролер проверяет значение напряжения сети и установкой заданной пользователем. Если все в порядке с напряжением, загорается зеленый свет индикатора.
Таблица световой индикации прибора:
Подводим итог
Установка УЗИс в систему защиты и управления электроснабжением снижает возможность возгорания электропроводки от ненадежного контакта и последующего перегрева проблемного участка.
Устройство защиты от искрения напрочь отсекает возможность использования неквалифицированных «шабашников и халтурщиков», которые не соблюдают или не знакомы с правилами ПУЭ, а также экономят на клиентах. Поэтому коллектив Сам Электрик рекомендует к установке УЗИс-С1-40.
К тому же при превышении опасного порога напряжения в сети данный аппарат производит отключение, выполняя функцию реле максимально напряжения.
- Делать визуальный осмотр, удалять пыль с поверхности.
- Производить затяжку винтов на устройстве, с соблюдением правил электробезопасности.
- Проверять работоспособность УЗИс с применением средства контроля не реже одного раза в полгода.
Напоследок рекомендуем просмотреть видео, на котором наглядно сравниваются устройства защиты от искрения различных производителей:
Как вы видите, на рынке существует достаточно много некачественной продукции, которая не сможет полноценно выполнять свое главное назначение — защищать проводку от возгорания при возникновении искры
Поэтому важно отдавать предпочтение только проверенным аппаратам, которые прошли все испытания и доказали, что с основной задачей они могут справиться
Методика поиска искрящего места
Искрение — это предвестник пожара. Поэтому если устройство искровой защиты постоянно срабатывает, то нужно искать место нестабильного контакта
Внимание следует обратить на следующие узлы:
- Распределительные коробки. Открыть, посмотреть, поискать запах гари. Если отключить в квартире напряжение, то скрутки допустимо прощупать на нагрев.
- Розетки, удлинители, штепсельные вилки. Они также греются и дымят при нагреве.
- Квартирный распределительный щит. Часто бывают расшатаны винты на клеммах автоматических выключателей. Вследствие этого возникает плохой контакт с проводами и искрение. Клеммники на автоматах следует периодически подтягивать, но без фанатизма.
https://youtube.com/watch?v=ZYsLuwLibZY
Отдельно следует отметить основные признаки искрящих контактов:
- треск на месте искрения;
- запах гари;
- перегрев соединений;
- дым;
- моргающий свет;
- треск в динамиках акустических систем;
- свет, искры.
Принцип работы УЗДП основан на отслеживании состояния напряжения и тока в электропроводке. Контроль этих параметров позволяет на ранних этапах зафиксировать появление искр и дуги в скрутках и клеммниках и отключить электропитание квартиры. Как следствие, существенно снижается риск возгорания проводки или поломки дорогой бытовой электроники.
Устройство защиты от дуги более всего напоминает реле напряжения. Оба аппарата защиты имеют верхний и нижний предел рабочего напряжения. Однако УЗДП обладает более широким функционалом, то есть умеет срабатывать на искрение в скрутках и прочие ненадежные подгорающие контакты.
УЗИс на двор
Как оказалось, во ДВОРЕ тоже не все так просто. Когда срабатывает по искрению от старой дрели, понятно. Но когда отключился два раза за час работы новым перфоратором Ferm FBH-620K, я в таком устройстве защиты разочаровался окончательно! Тем более срабатывает и на клавишных выключателях и при включении/отключении нагрузки через штепсельный соединитель (не всегда, но отключается). Отдельная розетка в некоторых случаях спасет, но откуда заранее знать от чего он сработает?! Не будешь ведь всегда тянуть удлинитель от отдельной, если рядом уже есть розетки! В общем морока, по закону подлости срабатывает в самый не подходящий момент. Уже не знаю что делать, наверное уберу совсем.
Причины пожаров и защита от них
В современных квартирных электрощитах применяется множество устройств, которые призваны повысить безопасность.
- Автоматы (автоматические выключатели) отключают потребителя в случае короткого замыкания или перегрузки.
- Дифавтоматы отключают потребителя в тех же случаях, что и автоматы, но еще и при возникновении утечки тока, тем самым уберегая человека от поражения током.
- УЗО отключает при утечке, но используется только совместно с отдельным автоматом, так как он туда не встроен.
- Недавно массово стали устанавливать в щиток реле напряжения, которое следит за напряжением и отключает потребителя в случае, когда напряжение выходит за установленные рамки, тем самым спасая технику от поломки.
Не так давно изобрели новый тип устройств, позволяющих минимизировать возможность возникновения пожара. О них пойдет речь дальше.
Если задуматься и проанализировать из за чего может возникнуть пожар, то окажется, что большая часть происходит по причине неисправности в электропроводке. Попробуем перечислить все возможные ситуации возникновения возгорания с участием электричества:
- забытый утюг
- неправильная эксплуатация или неисправность электронагревательных приборов
- короткое замыкание или перегрузка проводки, но только в случае, когда автомат по какой то причине не сработал или сработал поздно.
- скачки напряжения в питающей сети, которые могут вызвать неисправности бытовых приборов, например, пробой изоляции фильтрующих конденсаторов, и как следствие – возгорание.
Искрение – оно же электрическая дуга, может возникнуть при разных неисправностях изоляции или плохого контакта в соединениях. Нагревание и обугливание изоляции в местах плохого контакта и повышенного сопротивления, вызывает обугливание изоляции, обугленная изоляция уменьшает свое сопротивление, что еще больше усугубляет эффект нагрева. Таким образом обугленные части изоляции, могут начать проводить ток с последующим лавинообразным нарастанием этого процесса и возникновение дуги, что может вызвать возгорание. В первым и втором случае, сами производители бытовых приборов, принимают меры исключающие возможность возгорания, устанавливая в них всевозможные системы безопасности.
В утюгах подороже например, ставят датчик положения и движения, которые отключат утюг в горизонтальном положении без движения за время меньше минуты, и в вертикальном положении без движения за несколько минут, что позволяет исключить человеческий фактор. Забывчивым рекомендую искать в продаже именно такой утюг
В обогревателях обычно есть несколько датчиков перегрева и датчик отслеживающий правильное рабочее положение, а именно – кнопка отключающая прибор при опрокидывании.
В случае перенапряжения в сети помогает реле напряжения. Оно срабатывает при повышенном напряжении или от скачка напряжения.
Для частных домов особенно актуальна защита от скачков напряжения во время грозы. Такой скачок напряжения может оказаться значительным. Для полной защиты поможет варисторная защита – ОПС1-D или подобное. Варистор поглощает энергию во время скачка напряжения.
Внутреннее устройство УЗДП
Для разборки корпуса УЗДП потребовалось высверлить развальцованные стойки.
УЗДП разобрано, видна плата
Печатная плата – поближе:
Печатная плата УЗДП, со стороны деталей
Вверху справа видны площадки для потенциометра (переключателя пределов реле напряжения), который присутствует у Эколайта. Ниже – площадки для подключения программатора контроллера при производстве и двухцветный светодиод.
Нулевая шина проходит через всё устройство от входа до выхода, к ней приварен лепесток, к нему припаян синий проводок – для питания схемы.
На плате слева вверху и внизу видны пайки входной и выходной клемм. Чтобы посмотреть плату с обратной стороны, нужно их выпаять.
Отогнул варистор:
Плата поближе, вид на основные микросхемы
Надписи на плате – Ecolight, V1.6, РБНС758744.004.
Контроллер NXP:
Контроллер внутри УЗДП
Устройство довольно сложное, и собрать его обратно не представляется возможным:
Внутреннее устройство электромеханики УЗДП
Около входной клеммы на фазный провод надет трансформатор тока. Постоянно измеряя ток и напряжение, контроллер УЗДП следит за состоянием защищаемой цепи. Также виден электромагнит, который приводит в действие процесс отключения устройства, когда этого пожелает контроллер:
Электромагнит и трансформатор – устройства исполнения и измерения
Таким образом, с этой стороны на плату идут две пары проводов.
Катушка и соленоид поближе, с другого ракурса
Разобрал я и средство контроля:
Средство контроля УЗДП-СК в разобранном виде
Вот как выглядит имитатор дугового разряда:
Средство имитации искрения (дугового разряда)
Классы УЗИП
На сегодняшний день все устройства от импульсных перенапряжений делятся на три класса. И каждый из них выполняет свою роль.
Модуль первого класса гасит основной импульс, он устанавливается на главном вводном щите.
После погашения самого большого перенапряжения, остаточный импульс принимает на себя УЗИП 2 класса. Он монтируется в распределительном щитке дома.
Если у вас не будет устройства I класса, высока вероятность что весь удар воспримет на себя модуль II. А это может для него весьма печально закончится.
Поэтому некоторые электрики даже отговаривают заказчиков ставить импульсную защиту. Мотивируя это тем, что раз вы не можете обеспечить первый уровень, то не стоит вообще на это тратить денег. Толку не будет.
Однако давайте посмотрим, что говорит об этом не знакомый электрик, а ведущая фирма по системам грозозащиты Citel:
То есть в тексте прямо сказано, класс II монтируется либо после класса 1, либо КАК САМОСТОЯТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО.
Третий модуль защищает уже непосредственно конкретного потребителя.
Если у вас нет желания выстраивать всю эту трехступенчатую защиту, приобретайте УЗИП, которые изначально идут с расчетом работы в трех зонах 1+2+3 или 2+3.
Такие модели тоже выпускаются. И будут наиболее универсальным решением для применения в частных домах. Однако стоимость их конечно отпугнет многих.
Как работает защитный автомат при искрении и перегрузках
Важный момент, который знают только специалисты электрики, что нормальный режим для автомата с характеристикой С (для жилых помещений), когда он отключает нагрузку в таких случаях:
- при превышении номинального тока в 1.5 раза, когда срабатывает встроенная тепловая защита при превышении номинального тока в 1.5 раза, за время до 100 сек;
- при превышении в 3 раза за время от 5 сек до 50 сек;
- при коротком замыкании, когда срабатывает электромагнит в автомате, автомат должен сработать при токе превышающем номинальный в 5-10 раз за время 1- 10 сек, а при больших токах, за время 0.5 сек и быстрее. Время срабатывания автомата сокращается с ростом тока в цепи согласно графику характеристик.
Токо-временная характеристика работы защитного автомата с характеристикой С
Можно только представить, сколько тепловой энергии выделится, пока автомат сработает при К.З. и возникновении при этом дуги. Таким образом автомат защищает только саму электросеть и проводку.
Теперь представим возникновение электрической дуги при такой неисправности как искрение розетки, или при плохом контакте в соединении, или в поврежденном проводе, который идет к мощной нагрузке, на токе меньшем, чем рассчитан автомат. Такой случай наиболее вероятен при повреждении только в одном проводе, что происходит чаще всего. В такой последовательной схеме ток ограничен сопротивлением нагрузки.
Еще возможен вариант, когда искрящий провод просто слабенький конструктивно, его сопротивление слишком высокое, ток в такой цепи просто может не достигнуть порогового для срабатывания автомата значения. Тоже самое происходит в винтовых соединениях.
В таких случаях автоматический выключатель совсем не сработает или сработает поздно, когда уже возникнет возгорание от горящей дуги. Такое искрение может быть с большим количеством выделения тепловой энергии, а искрить таким образом может довольно долго, пока цепь не разрывается в результате оплавления проводников.
Процессы, которые могут вызвать пожар, начали исследовать на солнечных батареях, предназначенных для выработки электричества и со временем столкнулись с проблемой, что именно электрическая дуга была причиной возгорания в большинстве случаев и существующие устройства защиты не были эффективными.
