Сунь сюда пальчик — выскочит зайчик

Это не новогоднее заклинание (даже если принять во внимание наименование наступающего года в соответствии с одним из восточных календарей). Это детская прибаутка, появившаяся вскоре после появления первых розеток электрического тока.

sn85021.jpg (17723 bytes)

Семинар, посвященный техническим аспектам промышленной и бытовой электробезопасности, был организован и проведен департаментом электрооборудования для административных и промышленных зданий стран СНГ международной компании “Schneider Electric SA” 2 декабря в офисе белорусского представительства компании.
“Schneider Electric SA” является одним из мировых лидеров в области производства оборудования для распределения электроэнергии, промышленного контроля и автоматизации производства и представляет собой объединение 4 фирм, 4 торговых марок: “Merlin Gerin”, “Modicon”, “Square D” и “Telemecanique”.
Более 25 лет “Schneider Electric SA” работает в России и других республиках бывшего СССР в таких областях, как электроснабжение гражданских и промышленных объектов, а также промышленный контроль и автоматизация производства.
Директор департамента электрооборудования для административных и промышленных зданий стран СНГ компании “Schneider Electric SA” Д. В. Кириллов прежде, чем вплотную подойти к теме семинара — устройствам защитного отключения, или, иначе говоря, устройствам дифференциальной защиты, напомнил, что в мире существуют три глобальные электротехнические нормотворческие системы.
МЭК (IEС), или Международный электротехнический комитет, — это самая крупная международная электротехническая организация, которая объединяет все европейские и африканские и почти все азиатские страны, а также Австралию и Южную Америку. Россия также является членом МЭК.
На территории США и Канады действует UL (Unighted Laboratoiries).
Еще есть Японский электротехнический комитет (Japan Electrical Committee, или JEС).
Эти три организации решают вопросы стандартизации электротехнической продукции и влияют на мировой процесс производства этой продукции.
Все нормативно-технические документы МЭК помечены аббревиатурой IEС и подразделяют электрооборудование на ультранизковольтное, рассчитанное на напряжение менее 50 В, низковольтное (менее или равное 1000 В), среднее (менее или равное 40 кВ), высокое и сверхвысокое.
В России напряжение выше 1000 В считается высоким.
Оборудование, о котором шла речь на семинаре, является низковольтным. Все российские государственные стандарты, описывающие это оборудование, так или иначе связаны с соответствующими нормами МЭК.
Наиболее важной считается норма IEС 364 (Правила устройства низковольтных электроустановок). Ей подчиняется норма IEС 439 (стандартные низковольтные комплектные устройства, или шкафы ). Далее следует целая плеяда стандартов на оборудование, которое может входить в состав этих комплектных устройств. Все это оборудование подразделяется на 2 большие серии: электрооборудование для промышленного, офисного и для бытового применения.
Все низковольтное оборудование, которое относится к коммуникационной аппаратуре промышленного применения, описано в стандарте IEC 947, структура которого следующая: общий раздел IEС 947.1, раздел автоматических выключателей IEC 947.2, раздел выключателей нагрузки IEC 947.3 и раздел контактных пускателей IEC 947.4.
Используемые в промышленности устройства дифференциальной защиты описывает стандарт IEC 755. Этот стандарт на сегодняшний день полностью переведен на русский язык с целью создания соответствующего государственного стандарта Российской Федерации.
Стандарт IEC 898 описывает автоматические выключатели для бытового применения. Есть еще 2 стандарта: IEC 1008 (дифференциальные выключатели нагрузки) и IEC 1009 (дифференциальные автоматические выключатели).
Это специальные стандарты МЭК, касающиеся дифзащиты, для бытового применения, но сегодня из-за недостатка необходимых для их перевода и издания на русском языке средств приходится использовать ГОСТ для промышленного применения.
Устройства дифференциальной защиты являются современным высокоэффективным средством обеспечения электро- и пожаробезопасности. Они предназначены для защиты людей от поражения электрическим током при неисправностях электрооборудования или при контакте с находящимися под напряжением частями электроустановок, а также для предотвращения возгораний и пожаров, вызываемых токами утечки и замыкания на землю. Все эти функции не свойственны обычным выключателям, реагирующим лишь на тепловую перегрузку или короткое замыкание.
Применение УЗО в российских электроустановках регламентируется принятыми в РФ в 1994—1996 гг. новыми государственными стандартами (ГОСТ Р 50571.3-94, ГОСТ Р 50807-95, ГОСТ Р 50669-94 и другими). Согласно ГОСТ Р 50669-94, устройства защитного отключения в обязательном порядке устанавливаются в питающей электросети мобильных зданий из металла или с металлическим каркасом, используемых для уличной торговли или бытового обслуживания населения.
В последние годы администрациями крупных российских городов в соответствии с ГОСТ и рекомендациями Главгосэнергонадзора приняты решения об оснащении этими устройствами фонда жилых и общественных зданий.
Первая научно-техническая информация о дифференциальной защите появилась в СССР еще в 30-е гг. К сожалению, дальнейших разработок данного направления тогда не последовало, и широкое распространение эти знания получили лишь в середине 70-х гг. в Европе. Сегодня десятки миллионов устройств дифзащиты установлены на объектах не только Европы, но и США и Японии.
Чем обусловлена противопожарная востребованность этих устройств?
Если верить российской статистике, то причиной около 40% всех происходящих в России пожаров является короткое замыкание электропроводки.
Описывая данное явление, обязательно следует упомянуть об утечках электрического тока, которые часто возникают вследствие повреждения — от времени ли, по причине ли небрежного монтажа — изоляции проводки. При этом сила тока утечки может достигать 500 мА.
Опытным путем было установлено, что при протекании тока утечки именно такой силы (а что такое полампера? ни тепловой, ни электромагнитный расцепитель на ток такой силы попросту не реагируют — хотя бы по той причине, что они для этого и не предназначены) в течение максимум получаса через влажные опилки происходит самопроизвольное воспламенение опилок. (И относится это не только к опилкам, но и вообще к любой пыли, коей везде предостаточно.)
А как устройства дифзащиты берегут нас с вами от ударов электротока?
В случае прикосновения человека (например, представителя персонала) к токоведущей части через тело человека потечет ток, величина которого представляет собой частное от деления величины фазного напряжения (220 В) на сумму сопротивлений проводов, заземления и собственно человеческого тела: I чел=U ф/(R пр+R з+R чел). При этом сопротивлениями заземления и проводки по сравнению с сопротивлением человеческого тела можно пренебречь, последнее же принять равным 1000 Ом. Следовательно, величина тока, о котором идет речь, составит 0,22 A, или 220 мA.
Из нормативно-справочной литературы по охране труда и технике безопасности известно, что минимальная сила тока, протекание которого уже ощущается человеческим организмом, составляет 5 мA. Следующей нормируемой величиной является так называемый ток неотпускания, равный 10 мA. При протекании через человеческое тело тока такой силы происходит самопроизвольное сокращение мышц. Электроток силой 30 мA уже может вызвать паралич дыхания. Необратимые процессы, связанные с кровотечениями и сердечной аритмией, начинаются в организме человека после протекания через его тело тока силой 50 мA. Летальный же исход обеспечивает воздействие тока силой 100 мA.
Очевидно, защищаться следует уже от тока, равного 10 мA.
Итак, своевременное реагирование автоматики на ток менее 500 мA защищает объект от возгорания, а на ток менее 10 мA — защищает человека от последствий случайного прикосновения к токоведущим частям.
Из включенной в Правила устройства низковольтных электроустановок таблицы зависимости времени безопасного воздействия как постоянного, так и переменного тока от напряжения касания видно, что за токоведущую часть, находящуюся под напряжением 220 В, можно спокойно держаться в течение 0,17 с. Если же токоведущая часть находится под напряжением 380 В, время безопасного касания сокращается до 0,08 с.
Так вот, проблема состоит в том, что такой небольшой ток, да еще за такое короткое время обычные защитные устройства зафиксировать (и, разумеется, отключить) не в состоянии.
Поэтому и родилось такое техническое решение, как ферромагнитный сердечник, обмотанный несколькими витками как токоподводящего, так и токоотводящего проводов. И ток I 1, соответствующий подаваемому на нагрузку фазному напряжению, и ток I 2, отходящий от нагрузки на нейтраль, наводят в сердечнике электромагнитные поля противоположных знаков. Если никаких утечек с нагрузки нет, суммарное поле будет нулевым. В противном же случае (касание, повреждение изоляции и так далее) алгебраическая сумма двух потоков становится отличной от нуля. Это возникающее в сердечнике поле наводит электродвижущую силу в обмотке управления. К обмотке управления через прецизионное устройство фильтрования всевозможных помех подключено реле. Под воздействием возникающей в обмотке управления ЭДС реле разрывает цепи фазы и нуля.
По степени детектирования тока утечки все УЗО (устройства защитного отключения) одинаковы. По конструкции же реле они делятся на 2 больших класса: электромеханические и электронные.
Принципиальная схема первых ничем не отличается от рассмотренной. У вторых же сигнал с обмотки управления подается на один из входов операционного усилителя, на втором входе которого устанавливается регулируемый пороговый уровень срабатывания.
При превышении сигнала, возникающего на обмотке управления порогового уровня, операционный усилитель формирует сигнал, поступающий на электромеханическое реле.
Достоинства электронных УЗО состоят в возможности более точной (и в большем диапазоне!) установки уровня срабатывания, а также в том, что для их работы не требуется прецизионных реле.
Электронные УЗО способны реагировать на такие утечки, которых для электромеханических как бы вообще не существует.
Однако каждому из этих устройств, к сожалению, требуется источник постоянного электропитания операционного усилителя, например аккумулятор или элемент питания.
“Schneider Electric SA” выпускает оба вида устройств дифференциальной защиты. Мы предлагаем электромеханические как не требующие не только дополнительного питания, но и привлечения дополнительного персонала, для применения в быту, подчеркнул Д. В. Кириллов.
Электронные же — для применения в различных отраслях промышленности, где уже успешно эксплуатируются десятки миллионов шнайдеровских изделий.
В соответствии с нормами IEC 1008 и IEC 1009 чувствительность устройства дифференциальной защиты должна находиться в пределах от 12 до 25 мA. Оптимальным же, на взгляд специалистов “Schneider Electric SA”, значением является чувствительность, равная 30 mA.
В соответствии с теми же нормами время срабатывания устройства — от 10 до 30 мс. Сравнивая это время с тем интервалом, равным 0,17 с (или 170 мс), который соответствует продолжительности безопасного контакта с сетью, находящейся под напряжением 220 В, видим, что человек, случайно или намеренно сунувший пальцы в защищенную УЗО электророзетку, не успеет даже испугаться, как последует автоматическое отключение розетки от сети.
На вводе в жилые и общественные здания устанавливаются автоматические дифференциальные выключатели, маркируемые буквой S (селективность). Те, которые имеют чувствительность 100 мА, рассчитаны на задержку отключения в течение 60 мс, имеющие же чувствительность 300 мА — в течение 120 мс (что не выходит за пределы допустимого, то есть 170 мс, соответствующих напряжению 220 В).
В промышленности применяются селективные автоматические дифференциальные выключатели с чувствительностью до 3 А.
Из всей гаммы устройств дифзащиты, выпускаемых фирмой “Merlin Gerin”, прежде всего заслуживает внимания блок Vigi C60 (или Vigi NC100). Выпускаемые модификации блока рассчитаны на токи силой 25, 40, 63, 100 и 125 А. Чувствительность их — от 10 до 1000 мА, при этом блоки с чувствительностью 100, 300 и 500 мА комплектуются селективными модулями. Возможно двух-, трех- и четырехполюсное исполнение блока. Это могут быть УЗО, выполненные в виде отдельного блока, комбинированные (совмещенные с автоматическим выключателем), а также УЗО, присоединяемые к автоматическому выключателю. Выпускается еще целый ряд дополнительных модулей, стыкуемых с основным устройством и предназначенных для дистанционного контроля и управления.
Все эти устройства входят в унифицированную серию Multi 9, включающую также автоматические выключатели, импульсные реле, контакторы и другие элементы контроля и распределения цепей низкого напряжения.
Потребителям стран СНГ предлагаются модели, обеспечивающие дифференциальную защиту без разрыва нулевого провода в случае отключения.
Изделия фирмы “Merlin Gerin” отличаются высокой надежностью, обусловленной передовыми схемными решениями и непрерывно совершенствуемой на протяжении десятилетий технологией. Максимально широкий ассортимент и универсальность продукции сопутствуют взаимной заменяемости и дополняемости изделий. Тем самым обеспечивается возможность гибкого выбора оптимальной схемы защиты и соответствующих ей конкретных типов устройств в зависимости от особенностей локальной контролируемой электросети. Благодаря электромеханическому принципу построения устройства защитного отключения Merlin Gerin не потребляют электроэнергию, их работоспособность не зависит от наличия и колебаний сетевого напряжения.
Данная продукция имеет сертификат соответствия Госстандарта России и не требует обслуживания в процессе эксплуатации.
Несколько ранее, на семинаре, состоявшемся 18 ноября, специалисты “Schneider Electric SA” представили оборудование промышленного контроля и автоматизации производства фирм “Modicon” и ”Telemecanique” (контроллеры серий Modicon micro, Compact, Quantum; средства распределенного управления Mometum; сеть Modbus и Modbus plus; панели оператора Magelis и промышленные панели PC; средства измерения электросигналов Multicomm и Powerplex; средства стыковки Modconnect; пакеты программирования Modsoft и Concept, пакет отображения Monitor Pro; преобразователь частоты Altivar 66).
Дальнейшее сотрудничество “Schneider Electric SA” с проектировщиками и подрядчиками, а также службой энергонадзора и Госстандартом РБ видится в области совместного нормотворчества. Без появления соответствующих нормативных документов невозможно дальнейшее активное применение современных средств автоматизации технологических процессов в проектах строящихся на территории республики зданий и сооружений.
Сергей ЗОЛОТОВ

© Строительство и недвижимость

стройматериалы:
паркет
аренда техники:
бензорезы в аренду
штукатурные станции в аренду
санитарное оборудование в аренду в России
катки дорожные в аренду в России

полезные ссылки
Высокоскоростные складные ворота ОСМ
Ворота секционные панорамные