Устройство защиты от пожара УЗДП IEK

Всё меняется, и некоторое время назад понятие “китайские товары” перестало быть синонимом плохого качества. Типичный пример – IEK. Фирма уже давно вышла на уровень вполне высокой планки цена/качество, и в ряду электротехнических брендов стоит крепким середнячком. Я не хочу обидеть поклонников АВВ – да, шведское качество и надежность всегда на высоте. Но цена ABB доступна только покупателям из бизнес-класса.

Кроме того, мой опыт регулярно подсказывает – дело не столько в качестве и цене изделия, сколько в грамотности и ответственности специалиста, который проектирует и монтирует систему электроснабжения в целом. Ведь можно и на автоматах АВВ собрать “кривыми руками” такой щиток, который станет причиной пожара.

Вот я и подобрался к теме статьи – сейчас мы подробно рассмотрим устройство защиты от пожара от IEK.

В народе этот бренд известен очень широко, и называют его по русски  – ИЭК, ИЕК, и даже АйЭК. Но правильно – только IEK.

Полное название этого девайса – Устройство защиты от дугового пробоя IEK УЗДП63-1. Мне в руки попал прибор с маркировкой MDP10-16, его мы и рассмотрим – снаружи и изнутри.

Постоянные читатели моего блога, конечно, вспомнили – я уже писал про такое устройство от компании Эколайт. В той статье я очень подробно рассказал, что думаю об этой проблеме, провёл испытания и рассмотрел внутренности. Поэтому, чтобы не повторяться, опущу некоторые моменты.

Но какая связь между Эколайтом и IEK? Самая тесная. УЗДП от IEK можно назвать репликой, можно – изделием на аутсорсинге, а можно сказать просто – УЗДП IEK и УЗИс Эколайт – практически одно и то же устройство, и производится в одном месте – в России, в Сколково.

IEK это не скрывает, никакого секрета здесь нет – сейчас многие бренды производят свою технику на одних и тех же заводах.

Всё, закончим вступление, переходим к делу!

 

Зачем нужна защита от пожара

Философия российского потребителя проста – зачем платить больше, если и так работать будет? Зачем все эти УЗО, ДИФы, реле напряжения, заземление, если для работы всех устройств в доме нужны только ноль и фаза?

Иначе говоря, разность потенциалов 220-230 В, как например на выходе генератора или в системе заземления IT.

Но реальность такова, что новые устройства регулярно приходят в нашу жизнь. Причин я здесь вижу две (понты не в счёт) – комфорт и безопасность. И если с комфортом всё понятно, то на безопасности человеку свойственно экономить. Но хорошо, что между комфортом и безопасностью существует связь – чем больше в жизни человека комфорта и удобств, тем чаще он думает о собственной безопасности. Поэтому и появляются в нашей жизни технические решения, которые позволяют предотвратить различные неприятности – подушка безопасности, УЗО, реле напряжения, устройство защиты от пожара.

То, использует ли эти решения человек в своей жизни, говорит, насколько он эту жизнь ценит.

 

Как происходит пожар

Согласно статистике, главная причина пожара в быту – электропроводка. В новостях обычно причину возгорания называют просто – короткое замыкание. При этом журналисты вообще не понимают сущность этого термина. Имеется ввиду, что причина возгорания – неисправность электропроводки.

Страшный случай произошёл в Таганроге несколько лет назад. В частном доме начала искрить розетка, в которую был включен холодильник. Холодильник стоял в прихожей, а розетка была установлена под вешалкой с одеждой. В результате – сгорел дом (я там потом делал электрику с нуля). К сожалению, не обошлось без жертв…

Но давайте разберёмся точнее, что может быть причиной несчастья. Я вижу три основные группы причин возгорания из-за электрики:

1. Перегрузка в результате превышения мощности или короткого замыкания. Возгорание может возникнуть, если неправильно выбрана пара “защитный автомат/провод”. Я к тому, что при правильном выборе номинала автомата и сечения провода (без экономии) возгорания не произойдёт. При перегрузке автомат сработает по тепловой защите, при коротком замыкании – по электромагнитной. Писал об этом не раз, например тут и тут.
2. Искрение электропроводки в результате плохого контакта или частичного обрыва электрической цепи (последовательный пробой). Тут никакой защитный автомат не поможет, даже правильно выбранный ABB, поскольку ток дуги будет меньше либо равным нормальному току в данной цепи.
3. Искрение в результате контакта там, где его не должно быть в результате повреждения изоляции или смещения частей электропроводки под напряжением (параллельный пробой). При параллельном пробое ток в цепи может быть больше или меньше нормального тока, но есть большая вероятность, что длительности и уровня тока пробоя не хватит для выключения автомата (неполное КЗ). А вот для воспламенения одежды около искрящей розетки – вполне хватит!

Про КЗ и пробой читайте статьи – Что такое короткое замыкание и Возможные последствия КЗ на шинопроводе.

Вот наглядно, в картинках показаны причины возникновения последовательного и параллельного пробоя, приводящие к пожару:

Так вот, устройств для предотвращения дугового пробоя (искрения) в природе не существует. Точнее, их всего два:

1. Человек со своими органами чувств,
2. Устройство защиты от дугового пробоя с обнаружением искрения (на основе анализа тока в нагрузке).

Надеяться на органы чувств не стоит, поэтому остается только вариант с электронным обнаружением искрения (УЗДП).

Вот итоговая табличка, кто на что способен:

Коротко поясню –

• автоматический выключатель (защитный автомат) защищает цепь от превышения тока в цепи выше его номинала и от КЗ;
• УЗО (устройство защитного отключения) защищает человека от прямого прикосновения к токоведущим частям. Факт прикосновения определяется по повышенному току утечки, после этого цепь отключается;
• Дифавтомат (дифференциальный автомат) содержит в себе два предыдущих устройства – защитный автомат и УЗО.

Как видно, ни одно из перечисленных устройств не может защитить от искрения и в итоге от пожара. Это способно сделать только УЗДП.

Ниже я дам схему, которая включает все эти устройства, максимально защищая и человека, и электропроводку, и нагрузку от всех бед, включая пожар.

 

УЗДП IEK (устройство защиты от дугового пробоя)

Алгоритм работы устройства разработчик не раскрывает. Известно лишь, что встроенный контроллер анализирует спектр и уровень тока и напряжения в нагрузке, и принимает решение – отключать цепь или нет.

Реагирует устройство только на помехи от искрения на его выходе. То есть, входные безобразия на его работу не влияют.

Устройство соответствует ГОСТ IEC 62606-2016 “Устройства защиты бытового и аналогичного назначения при дуговом пробое. Общие требования.”. Я выложу этот документ в конце статьи.

Не исключено, что через пару лет такое устройство станет обязательным для всех новостроек, как это произошло с “пожарным” УЗО. Но в отличие от УЗО, УЗДП предотвращает пожар на этапе искрения. А “пожарное” УЗО лишь констатирует факт пожара, отключая квартиру только тогда, когда уже начали гореть провода.

Итак, внешний вид “виновника статьи”:

Конструктивно устроено так, что ввод (IN) внизу, а выход (OUT) – вверху. В этом – главное отличие подключения от УЗО, Дифавтоматов и обычных автоматов.

 

Устройство контроля

Вместе с УЗДП поставляется устройство контроля для проверки функционирования устройства непосредственно потребителем. Это специальная вилка со схемой, которая имитирует тестовый дуговой разряд. Устройство контроля нужно в первую очередь для проверки зоны срабатывания УЗДП. Т.е. для спокойствия нужно иногда проверять работу УЗДП в любой точке всей защищаемой сети, особенно в самых дальних точках.

Тестирование УЗДП при помощи внешнего устройства контроля– это важно, но не все и не всегда будут это делать. УЗДП 2 раза в сутки проходит самотестирование, и выключается в случае неудовлетворительных результатов теста. Однако, может быть такая неисправность УЗДП, когда он будет неисправен, но не отключится и не включится мигание красный/зеленый. В этом случае понять, что УЗДП неисправен будет невозможно. Тут как раз и нужен имитатор искрения.

Чтобы проверить зону срабатывания, надо подключить имитатор в самых дальних точках помещения, а чтобы проверить работоспособность, достаточно подключить имитатор к выходным контактам самого УЗДП.

Насколько я знаю, ни у кого из иностранных конкурентов нет такого внешнего проверочного устройства. У наших производителей такая вилка есть ещё у Эколайта.

В конце статьи я покажу, как выглядят УЗДП и УЗДП-ск изнутри.

 

Параметры УЗДП

Основные технические характеристики:

 

Рассмотрим некоторые параметры, группируя их по смыслу.

• Номинальное рабочее напряжение – 230 В – нормальное напряжение для нормальной эксплуатации устройства, согласно ГОСТ 29322-2014. Поскольку нормальным считается отклонение ±10 %, то номинальное напряжение может быть от 207 до 253 В.
• Минимальное рабочее напряжение – 150 В – напряжение, при котором гарантируется работа устройства. Я, когда проводил испытания при помощи автотрансформатора (ЛАТР, об этом ниже), понижал напряжение до 100 В, индикатор работы горел нормально. Правда, при понижении ниже 100 В индикатор на устройстве погасал, а нагрузка не выключалась. Затем при повышении напряжения до нормы УЗДП не хотело включаться. Встроенный контроллер (об этом тоже ниже) не хотел реагировать на ситуацию, которой не бывает в жизни – обычно напряжение полностью пропадает, а потом появляется с номинальным уровнем. При включении на номинальном напряжении всё запускалось нормально. Тут надо сказать, что для защиты нагрузки от пониженного напряжения УЗДП не заявлен, и это нужно делать при помощи реле напряжения.
• Максимальное напряжение – 280 В. Тут речь идет о том, что выше этого напряжения устройство не будет работать. Точнее, не будет выдавать напряжение на нагрузку. А работать будет, выдавая индикацию в виде мигающего красного индикатора (таблица индикации состояний будет ниже). Честно, не знаю, зачем это параметр, если есть более конкретный –
• Порог отключения нагрузки при превышении напряжения в сети – 275±5 В. Это – функция реле напряжения. Многовато, учитывая, что максимальное напряжение в сети по ГОСТу должно быть не выше 253 В. Регулировки порога нет, что может быть и хорошо – настройка устройства не нужна, а если хочется защититься от перепадов напряжения – ставьте стабилизатор или реле напряжения. Что же будет, если будет обрыв нуля, и напряжение поднимется выше 380 В? Об этом говорит другой параметр –
• Максимальное напряжение на входе – 440 В. То есть, УЗДП IEK спокойно выдерживает максимум, который может быть теоретически при аварии в сети (при обрыве нуля).
• Время отключения нагрузки – 200 и 30 мс. Это время относится к функции реле напряжения, и так же, как и в реле напряжения, зависит от уровня напряжения сверх порога – чем оно больше, тем быстрее отключение. Поэтому выбрано два порога – когда напряжение не выше 300 В, время отключения 200 мс. А когда выше 300 В, это уже гораздо опаснее для техники, поэтому время отключения – 30 мс. Например, при резком обрыве нуля отключение произойдёт по полтора периода синусоиды в сети, как в лучших моделях реле напряжения.
• Номинальный рабочий ток – 16 А. Выпускаются также модели на 25, 32, 40, 63 А. Отличия моделей в зависимости от тока – лишь в прошивке контроллера. Контакты одинаковые во всех моделях. Важно понимать, что это не отключающий ток, как в автоматических выключателях, а всего лишь ток, выше которого работа устройства не гарантируется (возможен перегрев). Как в УЗО. И так же, как в УЗО, перед УЗДП нужно ставить защитный автомат с номиналом не более номинала УЗДП. Схема включения будет, наберитесь терпения.
• Номинальная включающая и отключающая способность – 500 А для моделей на рабочий ток от 16 до 40 А (для модели 63 А – 630 А). Это ток, который устройство сможет выдержать при включении и выключении в течение времени отключения. Иными словами, УЗДП спокойно может пропускать и коммутировать ток 500 А, контакты не испортятся, устройство не сгорит, дугу распознает. Например, может быть ситуация, что через УЗДП потечет ток в 500-600 А, а автомат еще не отключится в соответствии со своей время-токовой характеристикой. Но при этом может возникнуть дуговой пробой, тогда УЗДП отключает нагрузку.
• Максимальный условный ток короткого замыкания – 6000 А. На корпусе обозначен через Inc1, в инструкции – через Inc. При этом токе устройство сможет работать, не сгорит, и останется работоспособным, но коммутировать такой ток нельзя. Замечу, что у нас должен стоять защитный автомат, отключение при КЗ – это его работа! То есть, если пошел сверхток, вплоть до 6000 А, то автомат, стоящий перед УЗДП в сети, должен отключить сеть мгновенно (по ГОСТу – менее 0,1 с), и про распознавание дуги речи не идет. Но при этом УЗДП не сгорит, после ремонта проводки и повторного включения сети УЗДП будет работать. Если автомат не отключит цепь при таком токе, то все провода в этой цепи просто сгорят, расплавятся, и не важно уже, есть дуга или нет. (Не путайте этот параметр с номинальной отключающей способностью Icn, которая используется в описании характеристик защитных автоматов!)
• Минимальное значение тока дуги для срабатывания устройства – 2,5 А. Это ток, который УЗДП распознаёт как ток дуги. При этом ток “без дуги” может быть любым – и 1, и 10 А. То есть, в данном случае ток через УЗДП содержит две составляющие – “чистый” ток, и ток, который распознаётся как ток дуги. При токе менее 2,5 А искра или дуга не считается пожароопасной,  т.к. энергии дуги не хватит для воспламенения окружающих материалов, и тепло от дуги успеет рассеяться по металлу проводника. Такой ток должен быть именно в точке возникновения дуги. Если УЗДП стоит после вводного автомата в щите, а потом есть несколько отводов, то суммарный ток в сети может быть любой. А дуга возникла в одной из отводных линий. Если ток в точке дуги меньше 2,5 А, то УЗДП не сработает, хотя общий ток через УЗДП будет больше. При этом не важно, последовательный это пробой или параллельный. Важен только ток внутри самой дуги.
• Предельные значения времени отключения, не более, с – далее таблица, чем больше ток, тем меньше время. На мой взгляд, не совсем верная терминология – точнее будет Предельное время анализа тока дуги перед отключением, или Задержка перед отключением, или как-то так.

Далее идут параметры варисторной защиты, эта функция присутствует как опция (как и функция реле напряжения). Для этого есть отдельное устройство – УЗИП, которое справляется с импульсным перенапряжением куда лучше!

 

Таблица состояний индикатора УЗДП IEK

На передней панели устройства расположен двухцветный индикатор, который может гореть, мигать или не гореть двумя цветами – красным и зеленым.

Разберём подробно состояния, индицируемые этим светодиодом.

• 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.

 

Схема подключения

Для начала – схема самого УЗДП:

Обратите внимание ещё раз – как на схеме, так и в реальном устройстве ВХОД снизу, ВЫХОД сверху!

Схема включения нашего устройства простая, главное – защищать его автоматом!

УЗО, Дифавтомат подключаются по обычным правилам. В итоге схема включения будет такой:

Вместо связки АВ + УЗО можно применить Дифавтомат. У того и другого варианта есть свои плюсы и минусы, но сейчас не об этом.

Устанавливать УЗДП лучше поближе к потребителям, в квартирном щитке. Так обеспечится максимальная чувствительность. При этом нужно понимать, что проблем с электропроводкой ДО места установки УЗДП не обнаружит.

 

Особенности подключения

У производителя в инструкции есть условная схема подключения приборов шлейфом. При этом может быть такой случай, когда в данной группе подключения имеются приборы, которые сильно «фонят» при работе, и мешают УЗДП правильно распознавать дуговой пробой от устройства контроля или от реальной дуги. Это могут быть дешевые блоки питания, электронные трансформаторы, и т.п.

В результате УЗДП может «не видеть» реальной опасной ситуации.

Как выйти из этого затруднения? Нужно подключить «некачественную нагрузку» через удлинитель 3-10 м, либо (если это реализуемо) включить её в другую цепь.

Строго говоря, приведенная схема – не совсем верная, поскольку подключать так много потребителей шлейфом – моветон. Ведь в начале такого шлейфа провода будут максимально нагруженными (сумма токов всех потребителей), и обеспечить нормальную защиту от перегруза будет весьма проблематично. Идеально (хоть и утопично из-за высокой стоимости и сложности системы), если каждая нагрузка будет защищена отдельным УЗДП и автоматом.

 

Испытания на стенде

Я немного “погонял” УЗДП на лабораторном стенде.

Проверка на автотрансформаторе (ЛАТР) показала, что УЗДП перестает функционировать при напряжении менее 100 В. При этом нагрузка остается включенной, но индикатор работы тухнет.

Выключение нагрузки происходит при напряжении 275 В, как и заявлено. При понижении напряжения включение происходит примерно при 270 В.

В испытаниях задействован чайник мощностью 1800 Вт, его ток – более 8 А.

Я вызывал искрение, двигая вилкой в незажатых клеммах. В результате – УЗДП выполнял чётко свою функцию, в зависимости от длительности искрения.

Реальное искрение и результат показан на видео:

 

Внутреннее устройство УЗДП

Печатная плата – поближе:

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:

Надписи на плате – Ecolight, V1.6, РБНС758744.004.

Контроллер NXP:

Устройство довольно сложное, и собрать его обратно не представляется возможным:

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:

Таким образом, с этой стороны на плату идут две пары проводов.

Разобрал я и средство контроля:

Вот как выглядит имитатор дугового разряда:

 

Видео по УЗДП IEK

Возможно, на видео будет более понятно. Короткая презентация:

Длинный вебинар с подробным описанием и ответами на вопросы:

 

Скачать информацию по УЗДП

И для полноты картины, как и обещал, выкладываю для скачивания всё, что есть по теме.

• ГОСТ IEC 62606-2016 / МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ ГОСТ IEC 62606-2016. Устройства защиты бытового и аналогичного назначения при дуговом пробое. Общие требования, pdf, 2.28 MB, скачан: 692 раз./
• IEK MDP10-16_rukovodstvo_po_ekspluatatsi / УЗДП - инструкция и руководство по эксплуатации. Для всех моделей на разные токи - мануал одинаков, pdf, 2.85 MB, скачан: 704 раз./
• ВОПРОС-ответ УЗДП / В вопросах и ответах - о принципах работы УЗДП, pdf, 217.55 kB, скачан: 793 раз./

 

На этом всё, жду ваших отзывов, комментариев и вопросов.

 

УЗДП становится обязательным

Обновление от октября 2021 г. В СП 256.1325800.2016 в этом году вышло изменение 4, в котором много говорится о УЗДП.

Кроме того, что УЗДП несколько раз рекомендуется, в некоторых местах прописано, что УЗДП “следует применять” (п.12.2, п.15.44, Приложение В, примечание к табл.В.1, а также п.В3.1). Также пару раз написано, что “Рекомендуется применение комбинированных комплексных устройств защиты с функциями УДТ и УЗДП.” (в частности, 5.41).

По данным фирмы АВВ, обязательные и рекомендуемые места установки УЗДП приведены в следующих таблицах:

 

Подарок от СамЭлектрика!

Коллеги, так сложилось, что я могу выслать УЗДП IEK на ток 32 А тому, кому это действительно нужно!

Подробнее – здесь.