Владимир Гуревич. Статья "Ложные срабатывания УЗО: кто виноват и что делать?".
В статье проанализированы причины ложных срабатываний устройств защитного отключения (УЗО) и описаны меры, необходимые для предотвращения таких срабатываний.
Распределенные емкости относительно земли кабелей, емкости между обмотками трансформаторов и двигателей относительно заземленных корпусов, емкости многочисленных фильтров, установленных в цепях питания практически всех видов электронной аппаратуры — все это пути утечки на землю тока.
Качество электроэнергии в бытовых и промышленных электросетях имеет тенденцию постоянного ухудшения в связи с расширяющимся применением нелинейных нагрузок, таких как мощные регуляторы напряжения, преобразователи частоты, агрегаты бесперебойного питания, осветительные установки со светодиодами, компьютеры, серверы, контроллеры и другие маломощные электронные устройства с импульсными источниками питания, потребляющие из сети несинусоидальный ток. Такой искаженный ток, содержащий в своем составе большое количество высокочастотных гармоник, будет протекать и через УЗО. Как показано в исследованиях [5–10], искаженный ток, протекающий через УЗО электромеханического типа, существенно изменяет его порог срабатывания. Влияние высокочастотных гармоник на состояние магнитопровода внутреннего трансформатора тока УЗО и на его другие элементы достаточно сложно и неоднозначно. В некоторых случаях можно говорить об опасности несрабатывания УЗО, а в некоторых — о снижении порога срабатывания, то есть об увеличении вероятности ложных срабатываний. Но высокочастотные гармоники не только изменяют порог срабатывания УЗО, но и увеличивают общий «фоновый» ток утечки через емкости сети и потребителей.
Помимо гармоник, электрические сети жилых зданий и особенно сети промышленных предприятий постоянно подвергаются воздействию атмосферных и коммутационных импульсных перенапряжений. Эти перенапряжения «срезаются» различного рода защитными элементами: газовыми разрядниками, нелинейными сопротивлениями (варисторами), специальными нелинейными полупроводниковыми элементами. Такие защитные элементы устанавливаются и непосредственно в сетях, в виде отдельных конструкций, а также имеются в составе внутренних источников питания всех современных электронных устройств. Короткие (доли миллисекунды) импульсы значительного по величине тока (сотни ампер), возникающие при срабатывании таких устройств защиты от перенапряжений, протекают между фазой и землей или между нулем и землей. В любом случае они являются теми самыми дифференциальными токами, на которые должны реагировать УЗО.
Внутренние источники электропитания электронной аппаратуры [16] содержат, как правило, сетевые фильтры на входе, основными элементами которых являются конденсаторы, включенные между фазными напряжениями и землей, а также между нулевым проводом и землей. Эти конденсаторы обуславливают в момент включения появление броска тока между фазой и землей, на который должно реагировать УЗО. Кроме того, импульсные источники питания (а это основной вид источников питания для всех современных электронных устройств) потребляют при работе ток из сети толчками [16]. Крест-фактор, то есть отношение амплитуды к действующему значению тока, потребляемого таким источником, составляет 3, тогда как для обычного синусоидального сигнала — 1,41, что создает дополнительную нагрузку на УЗО.