Ю. В. Харечко, к. т. н., доцент,
Московский государственный агроинженерный университет имени В. П. Горячкина
В национальной нормативной документации термин "устройство дифференциального тока" применяют для обозначения защитного устройства (которое именуют также устройством защитного отключения) и компонента, который в совокупности с автоматическим выключателем образует устройство защитного отключения со встроенной защитой от сверхтока. Этим термином обозначают и защитное устройство в целом, и его часть. Это обстоятельство снижает качество нормативной документации, поскольку специалисты вынуждены гадать, о каком изделии идёт речь в нормативных требованиях. В статье приведён анализ понятия "устройство дифференциального тока" и очерчена область его применения в национальной нормативной документации.
В Международном электротехническом словаре (в стандарте МЭК 60050‑442 [1]) определён термин "устройство дифференциального тока (УДТ)" ("residual current device (RCD)"): механическое коммутационное устройство, предназначенное включать, проводить и отключать токи при нормальных условиях эксплуатации и вызывать размыкание контактов, когда дифференциальный ток достигает заданного значения при определённых условиях. В примечании к определению указано, что УДТ может быть комбинацией различных обособленных элементов, предназначенных обнаруживать и оценивать дифференциальный ток и включать и отключать ток.
В техническом отчёте МЭК 60755 2008 г. [2] рассматриваемый термин определён следующим образом: механическое коммутационное устройство или совокупность устройств, предназначенная включать, проводить и отключать токи при нормальных условиях эксплуатации и вызывать размыкание контактов, когда дифференциальный ток достигает заданного значения при определённых условиях.
В стандартах МЭК 61643‑1 2005 г. [3] и МЭК 61643‑12 [4] термин "устройство дифференциального тока (УДТ)" определён так: механическое коммутационное устройство или совокупность устройств, предназначенное вызывать размыкание контактов, когда дифференциальный ток или несбалансированный ток достигает заданного значения при определённых условиях.
В стандартах МЭК 61540 1999 г. [5] и МЭК 62335 [6] этот термин определён иначе: коммутационное устройство, содержащее в себе средства обнаружения дифференциального тока, сравнения его значения со значением дифференциального тока оперирования и размыкания защищаемой цепи, когда дифференциальный ток превышает это значение.
В ГОСТ Р 50807 [7], в отличие от первоисточника – ранее действовавшего технического отчёта МЭК 60755 1983 г., использовано иное наименование термина – "устройство защитного отключения, управляемое дифференциальным (остаточным) током (УЗО–Д)" и следующее его определение: "механический коммутационный аппарат или совокупность элементов, которые при достижении (превышении) дифференциальным током заданного значения при определённых условиях эксплуатации должны вызвать размыкание контактов". В примечании к определению термина указано, что "УЗО–Д может состоять из различных отдельных элементов, предназначенных для обнаружения, измерения (сравнения с заданной величиной) дифференциального тока и замыкания и размыкания электрической цепи (разъединителя) ".
ГОСТ Р 51328 [8], в отличие от первоисточника – ранее действовавшего стандарта МЭК 61540 1997 г., использует название УЗО–Д и определение термина, которые заимствованы из ГОСТ Р 50807.
В ГОСТ Р 51992 [9], который разработан на основе ранее действовавшего стандарта МЭК 61643‑1 1998 г., наименование и определение термина соответствуют первоисточнику: "устройство дифференциального тока (УДТ): Механическое коммутационное устройство или комплекс устройств, которые вызывают размыкание контактов, когда дифференциальный или несбалансированный ток достигнет заданного значения в заданных условиях". В примечании к определению уточнено, что "К УДТ относятся автоматические выключатели, управляемые дифференциальным током, без встроенной защиты от сверхтоков (ВДТ) по ГОСТ Р 51326.1".
В отличие от первоисточников – ранее действовавших стандартов МЭК 60364‑4‑444 и МЭК 60364‑7‑704, в ГОСТ Р 50571.20 [10] и ГОСТ Р 50571.23 [11] использовали термин "устройство защитного отключения (УЗО)", который, к тому же определили с грубыми ошибками[1]: "Коммутационный аппарат, размыкающий электрическую цепь при превышении током утечки этой цепи установленного значения (имеется в виду дифференциальный ток, т. е. часть общего тока утечки, которая возвращается к источнику питания, минуя коммутационный аппарат) ".
Термин "устройство дифференциального тока" используют в документах МЭК для обобщённого обозначения защитных устройств или совокупности устройств, каждое из которых выполняет следующие три операции:
•обнаружение в своей главной цепи дифференциального тока, который появляется при повреждении основной изоляции какой-либо опасной токоведущей части, входящей в состав защищаемых им электрических цепей, и её замыкании на землю;
•сравнение обнаруженного дифференциального тока со значением дифференциального тока срабатывания;
•отключение защищаемых им электрических цепей в случае, когда дифференциальный ток в главной цепи превосходит значение дифференциального тока срабатывания.
Согласно принципам своего действия устройство дифференциального тока не должно оперировать при нормальных условиях[2], но должно срабатывать в условиях единичного повреждения[3]. Поэтому при определении УДТ более правильно говорить о нормальных условиях защищаемых им электрических цепей, а не о нормальных условиях эксплуатации, при которых возможно появление замыкания на землю. Упомянутое в рассмотренных определениях размыкание контактов УДТ предназначено для отключения электрических цепей. Именно об этом следует говорить в определении УДТ.
Устройство дифференциального тока замыкает и размыкает электрические цепи при помощи собственных контактов. Поэтому было бы логично называть его контактным коммутационным устройством, а не механическим. Это предложение подтверждают требования ГОСТ 17703 [12], устанавливающего основные термины и определения для электрических коммутационных аппаратов, которые предназначены для применения в науке, технике и производстве. Один из видов электрического коммутационного аппарата в ГОСТ 17703 назван контактным коммутационным аппаратом, который осуществляет "… коммутационную операцию путём перемещения его контакт-деталей относительно друг друга". Другой вид коммутационного аппарата, названный бесконтактным коммутационным аппаратом, выполняет "… коммутационную операцию без перемещения и разрушения … деталей", т. е. он не имеет размыкаемых контактов.
Для национальной нормативной документации можно рекомендовать следующее определение:
устройство дифференциального тока (УДТ) – контактное коммутационное устройство или совокупность устройств, предназначенное включать, проводить и отключать электрические токи при нормальных условиях электрической цепи, а также автоматически отключать электрическую цепь в случае, когда значение дифференциального тока достигает заданной величины при определённых условиях.
Широко применяемый термин "устройство защитного отключения" целесообразно постепенно заменить термином "устройство дифференциального тока" с целью исключения использования в национальной нормативной документации двух разных терминов для обозначения одного и того же защитного устройства. Эта замена позволит уменьшить количество ошибок при разработке новых национальных нормативных документов.
В национальной нормативной документации термин "устройство дифференциального тока" применяют также для обозначения изделия, которое является составной частью УДТ. Например, в приложении G ГОСТ Р 51327.1 [13], который разработан на основе стандарта МЭК 61009‑1 1996 г., термин "устройство дифференциального тока (УДТ)" определён следующим образом: "Устройство, выполняющее одновременно функции обнаружения дифференциального тока и сравнения величины этого тока со значением отключающего дифференциального тока, имеющее встроенные средства для управления механизмом расцепления автоматического выключателя, с которым он должен собираться".
В действующем стандарте МЭК 61009‑1 2006 г. [14] и в стандарте МЭК 61009‑1 1996 г. определён термин "r. c. unit": устройство, выполняющее одновременно функции обнаружения дифференциального тока и сравнения величины этого тока со значением дифференциального тока оперирования, и содержащее в себе средства управления механизмом расцепления автоматического выключателя, с которым оно предназначено быть собранным.
Указанное краткое наименование изделия соответствует полному наименованию – "residual current unit" (на русский язык его можно перевести как "устройство дифференциального тока"). Однако аналог этого наименования на английском языке ("residual current device") применяют в стандартах и других документах МЭК для обобщённого обозначения всех защитных устройств, управляемых дифференциальным током. В национальной нормативной документации название "устройство дифференциального тока" также следует использовать для обозначения таких защитных устройств. Поэтому рассматриваемое изделие, представляющее собой часть устройства дифференциального тока, следует назвать иначе – "блок дифференциального тока (БДТ)".
Собранные вместе автоматический выключатель и блок дифференциального тока образуют устройство дифференциального тока, которое называют автоматическим выключателем, управляемым дифференциальным током со встроенной защитой от сверхтока (АВДТ).
Приложение B ГОСТ Р 50030.2 [15], разработанного на основе стандарта МЭК 60947‑2 1998 г., содержит требования к автоматическим выключателям, управляемым дифференциальным током, со встроенной защитой от сверхтока и к устройствам дифференциального тока. В действующем стандарте МЭК 60947‑2 2006 г. [16] и в стандарте МЭК 60947‑2 1998 г. последнее изделие имеет лишь краткое название "r. c. unit", эквивалентом которого в национальных нормативных документах должны быть "блок дифференциального тока" (полное наименование) и "БДТ" (краткое наименование).
В техническом отчёте МЭК 60755 термин "блок дифференциального тока" ("r. c. unit") определён так: устройство, выполняющее одновременно функции обнаружения дифференциального тока и сравнения величины этого тока со значением дифференциального тока оперирования, и содержащее в себе средства управления механизмом расцепления автоматического выключателя, с которым оно предназначено быть собранным или связанным.
Для национальной нормативной документации можно рекомендовать следующее определение:
блок дифференциального тока (БДТ) – устройство, предназначенное одновременно выполнять обнаружение дифференциального тока и сравнение величины этого тока со значением отключающего дифференциального тока, а также автоматически инициировать расцепление автоматического выключателя, с которым оно собрано или связано, в случае, когда значение дифференциального тока достигает заданной величины при определённых условиях.
Заключение. В национальной нормативной документации термин "устройство дифференциального тока" следует применять вместо термина "устройство защитного отключения" для обозначения всех защитных устройств, управляемых дифференциальным током, со встроенной защитой от сверхтока или без неё. Термином "блок дифференциального тока" следует обозначать изделия, соответствующие требованиям стандартов МЭК 61009‑1 и МЭК 60947‑2 и разработанных на их основе новых национальных стандартов, которые в совокупности с автоматическими выключателями образуют устройства дифференциального тока со встроенной защитой от сверхтока.
Список литературы
1. International standard IEC 60050‑442. International Electrotechnical Vocabulary. Part 442: Electrical accessories. First edition. – Geneva: IEC, 1998‑11.
2. Technical report IEC/TR 60755. General requirements for residual current operated protective devices. Edition 2.0 – Geneva: IEC, 2008‑01.
3. International standard IEC 61643‑1. Low-voltage surge protective devices. Part 1: Surge protective devices connected to low-voltage power distribution systems. Requirements and tests. Second edition. – Geneva: IEC, 2005‑03.
4. International standard IEC 61643‑12. Low-voltage surge protective devices. Part 12: Surge protective devices connected to low-voltage power distribution systems. Selection and application principles. Edition 2.0. – Geneva: IEC, 2008‑11.
5. International standard IEC 61540. Electrical accessories. Portable residual current devices without integral overcurrent protection for household and similar use (PRCDs). Edition 1.1. – Geneva: IEC, 1999‑03.
6. International standard IEC 62335. Circuit breakers. Switched protective earth portable residual current devices for class I and battery powered vehicle applications. Edition 1.0. – Geneva: IEC, 2008‑07.
7. ГОСТ Р 50807–95 (МЭК 755–83). Устройства защитные, управляемые дифференциальным (остаточным) током. Общие требования и методы испытаний. М.: ИПК "Изд-во стандартов", 1996.
8. ГОСТ Р 51328–99 (МЭК 61540–97). Устройства защитного отключения переносные бытового и аналогичного назначения, управляемые дифференциальным током, без встроенной защиты от сверхтоков (УЗО‑ДП). Общие требования и методы испытаний. М.: ИПК "Изд-во стандартов", 2000.
9. ГОСТ Р 51992–2002 (МЭК 61643‑1–98). Устройства для защиты от импульсных перенапряжений в низковольтных силовых распределительных системах. Ч. 1. Требования к работоспособности и методы испытаний. М.: ИПК "Изд-во стандартов", 2003.
10. ГОСТ Р 50571.20–2000 (МЭК 60364‑4‑444–96). Электроустановки зданий. Ч. 4. Требования по обеспечению безопасности. Гл. 44: Защита от перенапряжений. Раздел 444. Защита электроустановок от перенапряжений, вызванных электромагнитными воздействиями. М.: ИПК "Изд-во стандартов", 2001.
11. ГОСТ Р 50571.23–2000 (МЭК 60364‑7‑704–89). Электроустановки зданий. Ч. 7. Требования к специальным электроустановкам. Раздел 704. Электроустановки строительных площадок. М.: ИПК "Изд-во стандартов", 2001.
12. ГОСТ 17703–72. Аппараты электрические коммутационные. Основные понятия. Термины и определения. М.: Изд-во стандартов, 1972.
13. ГОСТ Р 51327.1–99 (МЭК 61009-1–96). Выключатели автоматические, управляемые дифференциальным током, бытового и аналогичного назначения со встроенной защитой от сверхтоков. Ч. 1. Общие требования и методы испытаний. М.: ИПК "Изд-во стандартов", 2000.
14. International standard IEC 61009‑1. Residual current operated circuit-breakers with integral overcurrent protection for household and similar uses (RCBOs). Part 1: General rules. Edition 2.2. – Geneva: IEC, 2006‑06.
15. ГОСТ Р 50030.2–99 (МЭК 60947-2–98). Аппаратура распределения и управления низковольтная. Ч. 2. Автоматические выключатели. М.: ИПК "Изд-во стандартов", 2000.
16. International standard IEC 60947‑2. Low-voltage switchgear and controlgear. Part 2: Circuit-breakers. Fourth edition. – Geneva: IEC, 2006‑05.
[1] В процитированном определении некорректно применён термин "ток утечки" и неправильно истолкован термин "дифференциальный ток".
[2] Под нормальными условиями понимают условия, при которых все средства защиты являются неповреждёнными, т. е. при нормальных условиях все меры предосторожности для основной защиты (прежде всего – основная изоляция) находятся в неповреждённом состоянии, обеспечивая надлежащую защиту от поражения электрическим током.
[3] Под условиями единичного повреждения понимают условия, при которых имеется единичное повреждение какого-то средства защиты, т. е. в условиях единичного повреждения какая-то мера предосторожности для основной защиты (прежде всего – основная изоляция) находится в повреждённом состоянии, создавая реальные условия поражения электрическим током. Поэтому в электроустановках зданий предусматривают меры предосторожности для защиты при повреждении (дополнительная изоляция, защитное уравнивание потенциалов, защитные устройства, управляемые токами замыкания на землю, защитное экранирование, и др.), которые обеспечивают защиту от поражения электрическим током.