История появления и внедрения УЗДП

О причинах возникновения дугового пробоя и об опасностях, которые он влечёт за собой, известно уже давно. Но технологии, которая могла бы вовремя обнаружить это явление и предотвратить пожар, не существовало до конца 1990-ых годов.

Ранние этапы развития устройств защиты от дугового пробоя

В 80-х годах ХХ века в Соединённых Штатах риск гибели во время пожара в 2-4 раза превышал аналогичные показатели стран Европы. Основной причиной возгораний эксперты считали неисправную проводку в жилых домах. На первый взгляд, самым простым выходом из ситуации было ужесточение времятоковых характеристик автоматов, однако, из-за риска частых ложных срабатываний, это решение не поддержали.

В качестве альтернативного варианта в 1996 году Underwriters Laboratories Inc (международная организация по сертификации безопасности) совместно с NEMA начали внедрять УЗДП.

Впервые устройства защиты от дугового пробоя появились в электрических сетях США в 1997 году. УЗДП устанавливались в деревянных домах каркасного типа с открытой проводкой, где провода прокладывались поверх стен, потолка или пола и прикреплялись к поверхности строительных конструкций.

В 1999 году NFPA ввела обязательную установку защитных аппаратов на линиях, которые питают электричеством розетки в спальнях и детских.

Эволюция УЗДП

Первые модели УЗДП предназначались для обнаружения только параллельного дугового пробоя. В период с 2002 г. по 2008 г. функционал УЗДП постепенно менялся. Вместе с этим расширялась и область их обязательного применения. С 2008 года электрические цепи всех жилых зданий обязаны оснащаться трёхуровневой защитой: автоматическими выключателями; УЗО; УЗДП, способными обнаруживать два типа искрения: последовательное и параллельное. Применение УЗДП, которые предназначены для обнаружения только параллельного пробоя, запрещено.

В Канаде обязательность установки УЗДП введена в 2002 году. Несколько лет спустя опыт использования защитных устройств заинтересовал специалистов из Европы.

В 2008 году начались работы по разработке международного стандарта на УЗДП. В результате появился стандарт IEC 62606.

Сертификация по IEC (МЭК) 62606

Стандарт опубликован в 2013 году, дорабатывался в 2017-ом и 2022-ом годах. В странах Европы аббревиатуру AFCI изменили на AFDD — «устройство обнаружения дугового пробоя». Сертификация по IEC 62606 требует проведения большого количества испытаний, в том числе работы УЗДП совместно с семью типами электроприборов, создающих в защищаемом участке сети значительные электромагнитные помехи. В России действует межгосударственный стандарт ГОСТ IEC 62606-2916 "Устройства защиты бытового и аналогичного назначения при дуговом пробое. Общие требования".

Для успешного прохождения испытаний на соответствие требованиям стандарта  ГОСТ IEC 62606-2016 необходимо, чтобы УЗДП обнаруживал дуговой пробой при минимальное силе тока в дуге 2,5 А и не реагировал на помехи, создаваемые оборудованием в сети.

УЗДП, произведенные в соответствии со стандартом 62606, обязательно должны оснащаться встроенными системами контроля, которые запускаются в двух режимах: ручном и автоматическом.

Во время проверки обособленный блок проверки посылает тестовые сигналы, аналогичные сигналам от реальной дуги в сеть, а блок обнаружения дугового пробоя должен уловить эти сигналы, обработать их и дать соответствующий отклик. Чтобы считать испытание пройденным, программа должна распознать "пробой" в течение заданного временного интервала.  Если программа не определяет тестовый "пробой" в установленный срок, микроконтроллер активирует индикатор внутренней неисправности.

В УЗДП "Экотех" дополнительно применяется внешнее средство контроля работоспособности УЗДП, поставляемое  в комплекте с каждым устройством. Применение внешнего средства контроля (тестера) может провести не только периодическое тестирование УЗДП вкупе с внутренним самотестированием устройства, но и обеспечить проверку зоны функционирования УЗДП, то есть, дает возможность убедиться, что вся электрическая сеть защищена от дугового пробоя.

В 2014 году для стран Европы и других государств, присоединившихся к стандартам МЭК, были внесены изменения в стандарт IEC 60364-4-42 «Электроустановки низковольтные. Часть 4-42. Требования по обеспечению безопасности. Защита от тепловых воздействий». Этот документ посвящён защите зданий от пожаров и ЧП, связанных с повышенной температурой электропроводки и возникающих из-за неисправностей в низковольтных электрических установках. В данном стандарте применение УЗДП рекомендовано как дополнительное средство защиты электросетей от пожаров. Национальные версии этого стандарта в некоторых странах вводят обязательное применение УЗДП.

Особенности внедрения УЗДП в американских и европейских сетях

Западноевропейская практика внедрения УЗДП не повторяет американскую. Прежде всего это объясняется различиями в используемом напряжении низковольтных электросетей в зданиях, нормативной базе и культуре строительства.

УЗДП на разных уровнях напряжения

Искрение в электрических сетях Соединённых Штатов Америки, работающих на напряжении 100-120 В, возникает иначе, чем в европейских сетях с напряжением 220-240 В. Одинаковая энергия, выделяющаяся при горении дуги, достигается при разных токах. Обнаружение дугового пробоя в сетях с напряжением 220-240 В труднее, алгоритм работы УЗДП сложнее. 

Минимальное значение тока дуги

Минимальное значение тока дуги, которое определяется защитным устройством в сети с напряжением 230 В, составляет всего 2,5 А. УЗДП для европейского и российского рынков обязан обнаруживать как  последовательные, так и параллельные пробои.

Временной интервал

Срабатывание защиты при искрении с током 2,5 А не должно превышать 1 секунду. Чем сильнее ток, тем меньше временной интервал (0,12 секунды при токе 32 А и выше).

Устройства защиты от искрения в Германии и Австрии

В Германии и Австрии с 2017 года установка УЗДП для помещений некоторых типов является обязательной.

Немецкий стандарт DIN VDE 0100-420 обязует устанавливать устройства защиты для всех распределительных сетей в однофазных системах переменного тока менее 16 А:

• В помещениях, построенных с использованием горючих строительных материалов.
• В детских садах.
• В помещениях со спальными местами.
• В центрах по уходу за людьми с ограниченными возможностями здоровья, пожилыми, а также в жилых объектах, спроектированных для инвалидов.
• В помещениях с невосполнимым имуществом.
• В помещениях с повышенным риском возникновения пожара.
• В помещениях с конструкциями, которые способствуют возгоранию и быстрому распространению огня.

В настоящее время и другие страны Европы разрабатывают стандарты, обязывающие устанавливать устройства защиты от дугового пробоя.