Узм 51, узм 50 м: что такое устройства защиты, схема подключения

Причины пожара в электропроводке

Данные устройства фиксируют наличие искры в проводке и обесточивают ее. Основная причина пожара в домах это не какая-то утечка тока, от которой призваны защищать противопожарные УЗО ( с током утечки 100-300мА) и даже не короткие замыкания.

Если монтаж электрики выполнен правильно, верно подобрано сечение и номинал автомата, то риск возникновения и распространения огня минимален.

Чаще всего пожары случаются из-за искрящей проводки или дуги возникающей при плохом контакте.

Можно перечислить 9 основных причин этих явлений:

механическое повреждение кабеля

ослабленный контакт, появляющийся не только по истечении долгого времени эксплуатации, но и по причине применения неправильного инструмента

передавленный кабель

повреждение грызунами скрытой проводки за полыми стенами из-за отсутствия защиты гофрорукавом

повреждение наружной изоляции и отсутствие элементарной защиты в виде изоленты или термотрубки

старение изоляции, которое своевременно выявляется специальными приборами

заводской дефект кабеля, изготовленного не по ГОСТу

неполноценный контакт (из-за плохой розетки или несоответствующей вилки)

Более того, искрение может возникнуть даже на казалось бы цельном проводе или кабеле. Достаточно было при монтаже сделать слишком крутой изгиб или случайно поставить на него что-то тяжелое.

В принципе об этих проблемах и причинах знали достаточно давно, но технологии не существовало до конца 90-х годов. Впервые они были применены в электросетях США и Западных странах.

Наиболее широкое распространение они получили в деревянных домах каркасного типа, где все провода без всяких гофр и труб открыто прокладываются сквозь горючие перегородки.

Безусловно, такая защита не панацея и не спасет например от элементарного нагрева контактов. Если у вас вилка не искрит в розетке, а всего лишь греется, или окислился контакт в месте соединения медной проводки с алюминиевой, что также приводит к нагреву, то пожара не избежать и дугозащитные устройства здесь не помогут.

Хотя опять же за рубежом, уже постепенно начинают внедрять розетки со встроенной термической защитой. При перегреве они автоматически отключаются.

Правда такие розетки еще нигде, даже в США не обязательны для монтажа и устанавливаются на добровольных началах.

Устройство и внешний вид

УЗМ-50М и 51М, 16М состоит из двух частей. На входе стоит варистор — он сглаживает кратковременные всплески или проседания напряжения, которые образуются при включении оборудования, имеющего электромоторы. На выходе стоит электромагнитное реле, которое отключает нагрузку при опасном напряжении в сети. В моделях 51 МД и 50 МД добавлено еще одно устройство — обнаружение искрения. Так что модификация с буквами «МД» — противопожарная.

К клеммам можно подключать проводники сечение которых не более 35 мм² (в модели УЗМ 16 провода до 2,5 мм²). Линейные провода подключаются к верхним клеммам, нагрузка — к нижним. При срабатывании разрываются только фазные провода, нейтраль не коммутируется. Она идет напрямую на выход. Любое из устройств может устанавливаться как на входе в дом или квартиру, так и на отдельные группы потребителей.

Внешние отличия хорошо заметны. У УЗМ-50МЦ есть цифровой индикатор, благодаря которому можно оперативной отслеживать напряжение, ток и мощность

Лицевая панель различных модификаций может иметь существенные отличия. Однако в любой модели присутствую индикаторы работы/аварийного отключения (зеленый — в работе, красный — отключен). Есть светодиод, который меняет цвет в зависимости от того, по «дуге» произошло отключение, или из-за аварийных параметров напряжения. Есть также кнопки ручного управления, в модификации УЗМ-51МД — ручки регулировки пределов включения и отключения электропитания.

Что такое УЗМ и зачем он нужно

УЗМ — это аббревиатура от названия «Устройство Защиты Многофункциональное». Это небольшое по размерам устройство (35 мм в ширину) крепится на DIN-рейку. Любое УЗМ может быть установлено в сети любого типа — ТТ, TN-C, TN-S, TN-C-S. Выполняет несколько задач (оно же многофункциональное):

Отключает электропитание при снижении или превышении напряжения. Оба варианта — слишком низкое и слишком высокое напряжение — могут стать причиной выхода из строя бытовой техники. При восстановлении параметров сети питание автоматически восстанавливается.
Сглаживает импульсные (кратковременные) скачки напряжения, которые возникают при включении/выключении некоторых типов оборудования (того же двигателя в холодильнике или морозильной камере).
Модели УЗМ-50МД и УЗМ-51МД отслеживают появление искрения в проводке и отключают в этом случае питание.

УЗМ состоит из трех частей

То есть, установка УЗМ продлевает срок безаварийной эксплуатации электропроводки и подключенных к ней устройств. Также некоторые модификации — с приставкой «Д» — берегут дом/имущество от пожара. Зная состояние сетей в нашей стране, однозначно можно сказать — реле защиты от перенапряжения стоит использовать. И в доме, и в квартире. Это устройство не нужно, если на входе установлен стабилизатор, сглаживающий все неприятные моменты. Но цена на эти устройства далеко не всем позволяет их использовать, а УЗМ стоят порядка 2-3 тыс. руб. Замена не совсем равноценная, но действенная. Использовать можно не только УЗМ — устройства с похожими функциями есть и у других производителей. Называться они могут иначе, но задачи выполняют те же (или почти). Так что выбор есть.

Функции УЗМ и альтернативных устройств

Устройства с названием «УЗМ» различных модификаций выпускает Питерский завод «Меандр». Над конструкцией идет постоянная работа, появляются новые модели с новыми характеристиками или возможностями. Но подкупает не только это, а то, что на удивление неплохо налажено сервисное обслуживание. Во время действия гарантии без вопросов ремонтируют или меняют вышедшие из строя аппараты. Гарантия дается на 5 лет. Исчисляется с даты продажи. Если дату продажи отследить невозможно (потеряли паспорт), считают с даты производства (стоит на корпусе). Если ехать далеко, можно позвонить, вам все объяснят по телефону. В общем, неплохой сервис.

Схема подключения

Три возможные схемы подключения искро-дугозащитного УЗМ представлены ниже:

Ничего сложного здесь нет. Просто пропускаете через устройство ноль и фазу. Кстати, по двум схема ноль вообще достаточно только подвести на верхнюю клемму прибора, чтобы обеспечить его работу.

Проходить через реле и разрываться внутри, будет только фаза.

Если авария была кратковременной и параметры сети восстановились, то после первого срабатывании, УЗМ 51МД по истечении 30 секунд самостоятельно включит электричество.
Тем самым, будут спасены все продукты в холодильнике от порчи, трубы отопления от размораживания, а рыбки в аквариуме от мучительной смерти.

Если же ситуация повторится, то аппарат вновь сработает. Только имейте в виду, что такое повторное включение через 30 секунд происходит разово.

При повторном срабатывании, реле выключается уже на 4 минуты. А если было тройное обнаружение дуги, дальнейшее включение можно сделать только вручную, нажав на соответствующую кнопку.

Кстати, в этом есть существенное противоречие с правилами. Согласно п.8.2.2 ГОСТ 62606, любой аппарат защиты от искрения должен иметь механизм свободного расцепления.
То есть, получается что никакого автоматического включения, вообще не должно быть предусмотрено.

В инструкции по эксплуатации к УЗМ говорится совсем другое:

Связано это все конечно же со второй его функцией — реле напряжения. Многофункциональность не всегда бывает полезной, а скорее наоборот.

Она отрицательно влияет на основную защиту и провоцирует нарушение правил. В аппарате от фирмы Эколайт, рассмотренном ниже, никаких повторных включений и близко не предусмотрено, хотя он тоже спасает от перенапряжений.

Нет подобной функции АПВ и у известных зарубежных брендов.

Инструкция по эксплуатации УЗМ-51МД — скачать.

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.

Что такое УЗМ, и по какому принципу работает автоматика

По сути, это реле контроля напряжения, предназначенное для прерывания подачи электроэнергии в случае отклонения от параметров. Представьте себе схему, стоящую из модуля контроля, устройства управления и сигнализации, размыкающей системы. Именно так устроено устройство защиты многофункциональное, то есть УЗМ.

УЗМ 50М и УЗМ51М выполнены в стандартном закрытом корпусе шириной 2DIN, и предназначены для монтажа в распределительные шкафы на DIN рейку шириной 35 мм (ГОСТ Р МЭК 60715-2003).

Составные части и описание реле контроля напряжения:

электронные компоненты управления с механической установкой резисторов срабатывания порогов напряжения;
LED элементы сигнализации о состоянии питающего напряжения;
токовый шунт;
варисторная защита;
проверочный модуль с кнопкой «тест»;
мощное электромагнитное реле, обеспечивающее нагрузочное подключение силовых цепей;

Конструктивно все элементы (включая силовые) выполнены на одной монтажной плате. Такая компоновка обеспечивает жесткость конструкции и эффективное теплоотведение от элементов схемы.

Подключение проводников сечением до 35мм² производится через туннельные зажимы высокой прочности с фронтальными винтами. Для исключения ошибок монтажного подключения клеммы снабжены защитными флажками (так называемая защита «от дурака»).

Световая индикация меняет цвет в зависимости от режима энергоснабжения (авария или норма). Пользователь может визуально определить, включено устройство защиты УЗМ 50 или 51М, или нет, а также оценить состояние электросети.

Принципиальная схема устройства:

Управляющая схема реализована на готовом модуле PIC12F683, остальные радиокомпоненты обеспечивают работу электронных ключей, собранных на транзисторах. На схеме хорошо видно, что пороги срабатывания нижнего и верхнего барьера по напряжению обеспечивают переменные резисторы R18 и R19 Регулировка не плавная, а ступенчатая, на 10 положений.

Силовое реле MP25-1 имеет одну пару контактов, только на фазном проводе. Благодаря такой схеме, нулевой провод после реле контроля напряжения УЗМ всегда замкнут, для обеспечения нормальной работы иных защитных автоматов. Кроме того, такая схема прохождения нулевой шины позволяет подключать УЗМ не сквозным прохождением «N» линии, а отводом с одной стороны.

Для защиты от импульсных перенапряжений, возникающих при подключении электроустановок, предназначен мощный варистор 20 мм диаметром.

Собственная схема электропитания обеспечивает работоспособность всех систем прибора, включая силовую обмотку реле MP25-1. Поскольку схема подключения и управления УЗМ 51М должна функционировать при отключенном напряжении на линии, необходимо обеспечить резервный источник питания. Для этого предусмотрен накопительный конденсатор C1, запаса емкости которого хватает на подключение всех модулей защиты и управления.

Куда устанавливать УЗМ

Как уже говорили ранее, реле напряжения можно ставить на входе в квартиру или дом, а можно на все или некоторые группы потребителей. Иногда бывает затруднительно выбрать место для установки УЗМ. Что точно можно сказать — ставится оно после вводного автомата и, чаще всего, после электросчетчика. В принципе, можно поставить и до счетчика, но только в том случае, если согласится эксплуатирующая организация. А они на это согласие дают редкою. Поэтому, обычно, УЗМ ставят после счетчика.

Два варианта схемы с УЗМ

В схеме электропитания может присутствовать еще противопожарное УЗО. Вот где тогда ставить устройство защиты от перенапряжения? Перед противопожарным УЗО или после? Если поставить перед, то при отключении питания оно окажется вне работы. А если после — может быть повреждено в результате скачков. В общем, тут решение принимаются индивидуально. Однозначно можно сказать, что ставить реле напряжения надо до первого ответвления на потребителей.

Подключение в трехфазных сетях

Есть специальные модели защитных модулей для трехфазных сетей — УЗМ-3-63. На это устройство заводятся сразу все три фазы, с выхода подаются дальше. При срабатывании отключаются одновременно все фазы, так что питание пропадает полностью. Это не всегда удобно, так как проблемы обычно возникают с одной из фаз.

Подключение трехфазного УЗМ

Вопрос решается, если поставить по одному УЗМ на каждую фазу. Тогда при перекосе на какой-то фазе остальные будут в работе. Это более удобно. Но такой способ подключения — три однофазных УЗМ — не подходит, если есть трехфазная нагрузка. В этом случае при установке трех отдельных УЗМ, при отключении в одной из фаз, через нагрузку может быть «переток» в соседнюю. Так что выбор за вами.

Характеристики

Общие показатели будут примерно одинаковыми для всех разновидностей приборов

Самое главное, знать, для чего они нужны и на какие параметры обращать внимание при выборе устройства. Более подробно все характеристики отражены в технической документации. Наиболее значимыми среди них являются следующие:

Наиболее значимыми среди них являются следующие:

Возможность по ограничению напряжения при токовой помехе 100А не превышает 1,2 кВ.
Способность к поглощению максимальной энергии одиночного импульса 10/1000 мкс составляет 200 Дж.
Стандартная импульсная защита должна срабатывать в течение 25 нс и менее.
Пороги отключения нагрузки по превышению верхнего предела устанавливаются в диапазоне от 240 до 290 вольт.
То же самое при верхнем критическом пороге и ускоренном отключении нагрузки – 300 В плюс-минус 15 вольт.
Порог отключения при пониженном напряжении устанавливаются в пределах от 210 до 100 В.
Нижний критический порог и ускоренное отключение установлены показателем 80 В плюс-минус 10 вольт.
Показатели питания приборов в среднем составляют: номинальное напряжение – 230 В, частота – 50 Гц, максимальное напряжение – 440 В.
Электроэнергия, поступающая в работающие приборы для своих нужд, составляет 1,5 Вт*ч, мощность – 1,5 Вт.
Нагрузочный ток (номинальный) при условии использования медных проводов, площадью сечения не ниже 16 мм2 – 63 А.
Мощность нагрузки (номинальная) при напряжении 250 В – 14,5 кВт.
Максимальный нагрузочный ток, который может выдерживаться прибором в течение 30 минут – 80 А.
Максимальная мощность нагрузки в аналогичной ситуации – 20 кВт.
Величина максимально допустимого тока короткого замыкания – 4500 А.

Это были физические показатели, а основные технические параметры УЗМ будут следующие:

Задержка по времени первичного или повторного включения – 10 с или 6 минут.
Задержки ускоренного отключения: верхний критический порог – 20 мс, нижний критический порог – 100 мс.
Задержки отключения: при скачке напряжения, превышающем верхний порог – 0,2 с, при падении ниже нижнего порога – 10 с.
Рабочие температуры находятся в диапазоне: в исполнении УХЛ2 – от -40 до +55 градусов, в исполнении УХЛ4 – от -25 до +55 градусов.
Степень защищенности составляет: по корпусу – IP40, по клеммам – IP0.

Устройство для квартиры и дома предназначено для работы в круглосуточном режиме. Средние габариты – длина, ширина и высота составляют 83х35х67 мм, вес 160-170 грамм. Срок эксплуатации, определяемый производителем – ни ниже 10 лет.

Что такое УЗМ

В настоящее время многие квартиры и частные дома буквально насыщены всевозможной электроникой и оборудованием. В связи с этим, возрастает и вероятность их повреждения в случае каких-либо отклонений от нормативного значения напряжения.

Поэтому основное назначение УЗМ будет следующим:

Отключение питания в случае чрезмерного повышения или понижения напряжения. В обоих случаях может серьезно пострадать бытовая техника, а тонкая электроника сразу же выходит из строя. Когда параметры напряжения восстанавливаются, подключение питания возобновляется автоматически.
Сглаживание кратковременных импульсных скачков напряжения, возникающих при включении в другие сети, расположенные рядом, отдельных видов мощного оборудования – сварки, электродвигателей и т.д.
Некоторые модели, отмеченные маркировкой МД, могут отслеживать наличие искрения в проводке и своевременно отключать питание при возникновении аварийных ситуаций.

Использование многофункциональных устройств существенно увеличивает сроки эксплуатации проводки и устройств, подключенных к ней. УЗМ можно не устанавливать при наличии стабилизатора на входе. Стабилизирующие устройства эффективно сглаживают все недостатки, но и стоят они значительно дороже по сравнению с реле напряжения.