Устройство защиты от дугового пробоя: обязательно к применению

С 2024 года в Российской Федерации внедрение УЗДП является обязательным при строительстве, реконструкции и капитальном ремонте электроустановок в зданиях. Предлагаем ознакомиться с задачами и функциональностью устройств защиты от дугового пробоя (УЗДП по-русски, AFCI и AFDD – в международных источниках) и узнать, какие существуют отечественные и зарубежные стандарты, а также рассмотреть возможные технические параметры на примере модели AFDD L1‑C от CNC Electric.

«СиЭнСи Электрик», г. Москва

скачать pdf >>

Обязательное средство защиты электрической цепи. Российские стандарты

Пожары из-за аварийного режима работы электросетей и оборудования (АРРЭиО) возникают с тех пор, как начали строить энергосистемы. Однако с годами количество электросетей и электрооборудования неуклонно растет, поэтому проблема пожаров, возникающих из-за аварийного режима работы проводки, достигла такого масштаба, что с ней начали целенаправленно бороться. Ведь по статистике только за последнее десятилетие до­ля таких пожаров возросла с 23,43 % в 2010 го­ду до 37,65 % в 2022 году¹.

Основная, наиболее часто встречающаяся причина АРРЭиО-возгораний – пробой электрической изоляции, или дуговой пробой (искрение). Существует несколько основных проблем, из-за которых может произойти дуговой пробой: ослабленный или неполноценный контакт, механическое повреждение или передавленность кабеля, дефект провода, повреждение или старение изоляции, скрутка медных и алюминиевых проводников, повреждение грызунами. Поэтому в конце XX ве­ка бы­ло изобретено устройство защиты от дугового пробоя (УЗДП), которое, обнаружив опасное искрение, отключает цепь. УЗДП применяют наряду с АВ и УЗО для защиты электроцепей. У АВ и УЗО свои задачи: первые защищают от короткого замыкания и значительных перегрузок, вторые – от токов утечки. Но они не сработают при последовательном дуговом пробое, возникающем из-за плохого контакта. А при параллельных типах дугового пробоя (фаза-нейтраль, фаза-земля) могут сработать, но с опозданием. УЗДП, которое оснащено независимым средством контроля, обнаруживает все ви­ды дугового пробоя в защищаемой це­пи (последовательный, параллельный фаза-нейтраль, параллельный фаза-земля) и отключает ее за нормативное время.

Принцип работы УЗДП основан на постоянном анализе большого числа параметров работы защищаемого участка электрической це­пи: си­лы то­ка, напряжения, частоты, наличия гармоник в различных областях спектра, других характерных признаков искрения. Это позволяет устройству устойчиво обнаруживать пожароопасное искрение да­же при наличии перекрестных помех. При этом на кратковременную ду­гу, которая может возникнуть в нормальном режиме работы электрооборудования, УЗДП не реагирует.

К концу 2023 го­да в России было принято несколько документов, регламентирующих применение УЗДП. А с 2024 го­да внедрение УЗДП стало обязательным при новом строительстве, реконструкции, капитальном ремонте и эксплуатации электроустановок зданий общежитий, хостелов, общеобразовательных организаций, образовательных организаций с наличием интерната, дошкольных образовательных организаций, специализированных домов престарелых и инвалидов (неквартирных), спальных корпусов организаций отдыха детей и их оздоровления, медицинских организаций, предназначенных для осуществления медицинской деятельности. Применение УЗДП также обязательно при новом строительстве многоквартирных жилых домов высотой более 50 м и одноквартирных жилых домов площадью более 150 м².

Среди документов, регламентирующих применение УЗДП:
- Правила противопожарного режима в Российской Федерации, утвержденные Постановлением Правительства РФ от 30.03.2023 г. № 510 «О внесении изменения в пункт 32 Правил противопожарного режима в Российской Федерации», предписывающим обязательное применение и поддержание в исправном состоянии УЗДП в электроустановках зданий (см. перечень вы­ше). Изменения вступили в си­лу с 01.03.2024;
- СП 256.1325800.2016 «Электроустановки жилых и общественных зданий. Правила проектирования и монтажа» с изменениями № 1–6. Изменение № 6 утверждено приказом Минстроя России от 28.12.2023 № 1005/пр, действует с 28.01.2024;
- СП 451.1325800.2019 «Здания общественные с применением деревянных конструкций. Правила проектирования», действует с 22.10.2019. Требования по применению УЗДП приведены в п. 9.22;
- СП 452.1325800.2019 «Здания жилые многоквартирные с применением деревянных конструкций. Правила проектирования», действует с 28.10.2019. Рекомендации по применению УЗДП приведены в п. 11.20;
- СП 6.13130.2021 «Системы противопожарной защиты. Электроустановки низковольтные. Требования пожарной безопасности», действует с 06.10.2021. Запрет на установку УЗДП в цепях питания электроприемников системы противопожарной защиты приведен в п. 5.12;
- ГОСТ Р 50571.4.42-2017 (МЭК 60364-4-42:2014) «Электроустановки низковольтные. Часть 4‑42. Требования по обеспечению безопасности. Защита от тепловых воздействий», действует с 01.01.2019. Рекомендуется применение УЗДП в качестве специальной защитной ме­ры для предупреждения пожаров от дугового пробоя в электрических цепях конечных потребителей некоторых помещений.

УЗДП подлежат обязательной сертификации на соответствие требованиям технических регламентов Таможенного союза ТР ТС 004/2011 «О безопасности низковольтного оборудования» и ТР ТС 020/2011 «Электромагнитная совместимость технических средств».

AFCI, AFDD. Международные стандарты

Немного коснемся истории вопроса. Первые стандарты, посвященные УЗДП, появились весьма поздно – в конце прошлого ве­ка. Только в 1990‑х годах в США начали разрабатывать методы обнаружения дугового пробоя и предотвращения возгорания. А в 1999 го­ду бы­ла выпущена норма и стандарт автоматического размыкателя электрической це­пи Arc Fault Circuit Interrupter (AFCI), предназначенного для аварийного выключения це­пи с обнаруженной электрической дугой (пробоем изоляции) по превышению си­лы то­ка. Процедура тестирования таких устройств в американских противопожарных лабораториях Underwriter Laboratories (UL) предполагала проверку на возгорание медицинской ва­ты. Собственно говоря, именно эта организация до настоящего времени дополняет и совершенствует стандарт AFCI под названием UL‑1699 для жилых и производственных помещений.

Международная электротехническая комиссия (International Electrotechnical Commission, IEC) в 2013 го­ду обнародовала стандарт IEC 62606-2013 на оборудование защиты от дугового пробоя. В следующем го­ду на его основе Китай выпустил собственный вариант для местных величин напряжения и частоты электрических сетей – GB 31143-2014. Кроме то­го, американская Национальная ассоциация противопожарной защиты (The National Fire Protection Association, NFPA) еще в 2011 го­ду внесла требование по применению AFCI не только для новых, но и для эксплуатирующихся зданий в свой обязательный к исполнению кодекс National Electrical Co­de (NEC).

К настоящему времени требования к устройствам защиты от дугового пробоя AFDD (они же УЗДП), сформулированы в нескольких стандартах, которые различаются только описанием параметров местных сетей электроснабжения. Также следует учитывать, что не во всех странах установка устройств AFDD является обязательной, однако она всегда рекомендуется. Причем стандарт UL‑1699 принят в США и предназначен для сетей электропитания переменного то­ка 120 В 60 Гц, поэтому максимальный (пороговый) рабочий ток устройства AFCI равен 30 A. Китайский стандарт GB31143 в основном предназначен для сетей переменного тока 220 В 50 Гц при то­ке расцепления 63 A. Поэтому для нашей страны больше подходит китайский стандарт, поскольку он разрабатывается и совершенствуется гораздо лучше международного IEC 62606.

УЗДП AFDD L1‑C

Для примера рассмотрим устройство AFDD L1‑C (рис. 1), разработанное по китайскому стандарту GB/T 31143 с сертификацией по CQC и RoHS. Оно обеспечивает защиту от перегрузки, короткого замыкания и всех типов дугового пробоя. Номинальное рабочее напряжение 230 В, номинальный ток может быть 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63 А в зависимости от модели, номинальная частота 50 Гц, полюса 1Р+N, монтаж на 35‑миллиметровую DIN-рейку.

Рис. 1. AFDD L1‑C от CNC Electric

Другие электрические и механические параметры:
- номинальное напряжение изоляции (U_i) – 250 В относительно земли, 500 В относительно фазы;
- номинальное импульсное выдерживаемое напряжение (U_imp) – 4 кВ;
- аварийное отключение – термомагнитное;
- механический срок службы – 20 000 срабатываний;
- электрический срок службы – 10 000 срабатываний;
- степень защиты – IP40 (установка в распределительный шкаф); IP20 (открытая установка);
- рабочая температура – от –35 до +70 °C;
- температура хранения – от –40 до 85 °C.

Устройство рекомендуется применять в зданиях, где находится большое количество людей, а также предметов, изготовленных из легковоспламеняющихся материалов, например, в домах, школах, гостиницах, библиотеках и т. д.

Обязательное применение УЗДП будет содействовать сокращению количества возгораний по причине аварийного режима работы проводки и повысит безопасность вводимых в эксплуатацию объектов.

_____________________________
¹С. Буланенко. Состояние современной нормативной базы по УЗДП в России // Современная светотехника. 2023. № 4.

Опубликовано_в журнале ИСУП № 2(110)_2024

«СиЭнСи Электрик», г. Москва,
тел.: +7 (499) 404‑0330,
e-mail: info@cncrussia.com