Что такое УЗДП
УЗДП – устройство защиты от дугового пробоя – специализированное устройство, предназначенное для автоматического предупреждения и предотвращения пожара от искрения/дугового пробоя в электрических сетях и электроустановках – самой распространенной причины «электрических» пожаров.
УЗДП является третьим этапом развития средств защиты электросетей после автоматических выключателей (АВ) и устройств защитного отключения (УЗО). УЗДП устанавливается в электрощит на стандартную DIN-рейку. В случае возникновения дугового пробоя в защищаемом участке электросети, устройство отключает данный участок от питающей сети.
Дальше рассмотрим более подробно, для чего необходим УЗДП и как он предотвращает пожары.
- Неисправность электропроводки и оборудования – самая частая причина пожаров
Самая частая причина пожаров в зданиях – аварийный режим работы электросетей и оборудования, и доля «электрических» пожаров в общем количестве пожаров в России только растет. Например, в 2020 году по этой причине произошло 63 % пожаров в зданиях образовательных организаций, 49 % пожаров в зданиях здравоохранения и социального обслуживания, 34 % в жилых зданиях. Такая высокая доля объясняется общим ростом энерговооруженности жилых и общественных зданий при отставании темпов реконструкции электросетей, несвоевременным обслуживанием электроустановок, износом электрооборудования и электропроводки.
Под аварийным режимом следует понимать не только неисправность электрооборудования, но и нарушение целостности электрических сетей и электропроводки, неправильный монтаж и установку электрооборудования, перегрузку электрических цепей и т.п. Опасность «электрических» пожаров заключается в том, что места возгораний, как правило, скрыты или находятся в недоступных местах, и огонь успевает разгореться, прежде чем очаг возгорания будет обнаружен.
В наши дни, наверное, невозможно найти жилой дом, а тем более общественное здание, где бы не были установлены автоматические выключатели, предназначенные для защиты от короткого замыкания и перегрузки в сети. В большинстве зданий также установлены устройства защитного отключения (УЗО), реагирующие на утечку тока, основное назначение которых – защита человека от поражения электрическим током в случае нарушения изоляции.
Так почему количество «электрических» пожаров не уменьшается, если автоматы и УЗО установлены почти повсеместно, и каждый год устанавливаются еще миллионы новых?
- Дуговой пробой – основной источник возгорания
В результате многочисленных исследований причин пожаров, проведенных в разные годы в России и за рубежом, выяснилось, что в самой частой причиной возгорания в «электрических» пожарах является дуговой пробой или искрение. Дуговой пробой (искрение) возникает, как правило, в результате какого-либо дефекта кабеля или нарушения контакта, повреждения изоляции, износа или внешнего повреждения проводки или оборудования, некачественно выполненных монтажных работ. Источником искрения также могут быть электроприборы, не соответствующие нормативным требованиям. Температура в зоне искрового разряда может достигать от 2500 до 7000 градусов Цельсия, поэтому дуговой пробой при достаточной силе тока в искровом промежутке легко может стать источником возгорания. Пожароопасным считается дуговой пробой, сила тока в котором больше 2,5 Ампер. Это совсем небольшой ток для современного жилого или общественного здания, такой ток будет в цепи с нагрузкой всего 550-600 Вт – это в 2 раза меньше самого обычного электрического чайника.
Часто можно услышать возражение, что неисправности возникают только в старых изношенных сетях, однако статистика говорит о том, что дуговой пробой возникает и в новых и только что отремонтированных электроустановках. Даже если электропроводка в отличном состоянии, никто не застрахован от покупки оборудования со скрытым дефектом, случайного повреждения элементов проводки.
Типовые проблемы в электросетях, которые чаще всего приводят к появлению дугового пробоя
Различают два вида дугового пробоя: параллельный дуговой пробой, возникающий вследствие нарушения изоляции между фазным и нулевым проводниками или между фазным и проводником заземления, в этом случае ток дуги идет параллельно нагрузке отсюда название «параллельный» пробой. В последовательном дуговом пробое, ток дуги, возникающей в месте нарушения контакта или дефекта проводника, идет также и через нагрузку. С точки зрения потребителя между этими видами пробоя нет особой разницы, и там, и там возникает дуга между элементами электропроводки, которая может стать причиной пожара, разница есть с точки зрения технических средств обнаружения пробоя и алгоритмов обработки сигналов.
Пожароопасность дугового пробоя в электропроводке обусловлена не только воздействием тепловыделения дуги и возможным разлетом искр на прилегающие конструкционные и строительные материалы, но и тем, что под действием этого тепловыделения происходит карбонизация изоляции проводов в месте, примыкающем к дефектному контакту. В результате материал изоляции теряет свои свойства и постепенно из диэлектрика становится проводником. При падении изолирующих свойств до некоторого предела, возникает неполное короткое замыкание – тип короткого замыкания, сила тока в котором достаточно велика для повреждения проводов и возникновения пожара, но недостаточна для мгновенного срабатывания автоматического выключателя.
Повышенная опасность последовательного дугового пробоя заключается в том, что последовательный пробой не приводит к увеличению тока, протекающего в аварийном участке цепи, и не приводит к появлению тока утечки на землю. Именно это делает невозможным обнаружение последовательного пробоя автоматическими выключателями и/или УЗО. Последовательный дуговой пробой возникает гораздо чаще параллельного, что также делает это явление очень пожароопасным.
Виды дугового пробоя: 1. Последовательный дуговой пробой, 2. параллельный дуговой пробой фаза-ноль, 3. параллельный дуговой пробой фаза-земля
- Устройство защиты от дугового пробоя
Для обнаружения аварийного режима дугового пробоя в электросети и предотвращения пожаров по этой причине предназначены специализированные устройства защиты от дугового пробоя, принцип работы которых основан на анализе большого количества параметров работы защищаемого участка электроцепи: тока, напряжения, частоты, наличия высокочастотных помех, других характерных признаком искрения.
Применяются различные названия данного класса устройств: УЗИс – устройство защиты от искрения, УЗДП – устройство защиты от дугового пробоя. В иностранной документации применяются названия AFCI (Arc Fault Circuit Interrupter, США) и AFDD (Arc Fault Detection Device, Европа).
УЗДП не дублируют работу автоматических выключателей и/или УЗО и не заменяют их. АВ и УЗО в подавляющем большинстве случаев не могут выполнить роль УЗДП.
Реакция устройств защиты электрических цепей на виды дугового пробоя (искрения)
Что у нас с УЗДП?
27 января 2023 
k-igor
Попал ко мне на аудит проект электроснабжения и в нем увидел УЗДП, решил этой теме посвятить отдельную статью, т.к. данное изделие на сегодняшний день достаточно противоречивое. Сразу хочу обозначить, данная статья – постановка проблемы, но не ее решение.
В соответствии с СП 256.1325800.2016 (Электроустановки жилых и общественных зданий):
8.8 … В числе устройств противопожарной защиты рекомендуется применять средства предупреждения пожара в электрических сетях и электрооборудовании, а именно — устройства защиты от дуговых пробоев в соответствии с требованиями приложения В и ГОСТ IEC 62606. Устройства защиты от дуговых пробоев могут быть комплексными — обеспечивать защиту от токов короткого замыкания (функция автоматического выключателя) и (или) защиту от повышенного значения дифференциального тока (функция устройства дифференциального тока), а также защиту от недопустимого превышения (снижения) напряжения и возможность дистанционного отключения их (например, по сигналу «Пожар»).
10.13 Для предупреждения и защиты электрических сетей от пожара рекомендуется применять защитные устройства от искрения и дугового пробоя (УЗДП) при их возникновении в групповых сетях и электрооборудовании, которое должно отвечать требованиям приложения В и ГОСТ IEC 62606.
Установка УЗДП в групповых сетях питания систем противопожарной защиты и в электроустановках медицинского назначения, поддерживающих жизнедеятельность больных, не допускается.
В интернете присутствует проект изменений №6 к данному СП 256.1325800.2016 и там уже вместо слова «рекомендуется» используют слово «следует». Т.е. если изменения выйдут в таком виде, то скоро нас ждут серьезные изменения в построении схем электроснабжения.
Вы скажете: а что здесь такого?
Наверняка, многие из вас следят за моей стройкой . При составлении своего проекта я думал установить УЗДП для дополнительной защиты. Но, мое желание быстро отпало, после того, как я увидел цены на данные изделия. Одно УЗДП стоит около 150$
Но, цена это не главное, ведь это наша защита, подумаете вы.
Я был сильно удивлен, когда узнал, что данные изделия работают некорректно. Не всегда они срабатывают и срабатывают тогда, когда не требуется. При желании в интернете можно найти много информации по этой теме. Работоспособность проверяют на специальных стендах. При чем это относится и к китайским, и к европейским изделиям.
Также, на мой взгляд, нужно разобраться с названием данного изделия и УГО.
Например, все знают, что такое УЗО и АВДТ. С УЗДП точно такая же ситуация. Есть изделия со встроенной защитой и устройства без встроенной защиты, но все они называются УЗДП.
В изменении №6 есть схемы применения УЗДП, УГО можно взять из данных схем, когда выйдет данное изменение.
Пример установки УЗДП
После это возникает здравый вопрос, а зачем нам эти дорогущие изделия, если они не работают? Может у вас имеется ответ на поставленный вопрос?
Что такое устройство защиты от дугового пробоя (УЗДП) и с чем его едят?
Продолжаем тему современных устройств защиты для домашних электрощитов. На очереди Устройства защиты от дугового пробоя (УЗДП — формулировка из ГОСТ), они же «Устройства защиты от искрения» (УЗИс) они же arc-fault detection device (AFDD), они же arc-fault circuit interrupter (AFCI)… Имен много, а суть одна: это устройство призвано отключить линию, если обнаружится дуговой пробой где-то на линии. Это часть теоретическо-методическая. Тесты и расчленение устройств будет в продолжении.
▍ Маленькая горячая штучка
Представим, в вашей электропроводке случилось неладное — мыши погрызли изоляцию, ослабла клемма или в месте перегиба кабеля переломились жилы. Эти, как и ряд других неисправностей могут привести к дуговому пробою.
Дуговой пробой происходит, когда два проводника оказываются на очень маленьком расстоянии друг от друга, из-за чего проскакивает искра, зажигается электрическая дуга, и электрический ток течёт уже по «по воздуху». Электрическая дуга очень горячая, и за мгновения может зажечь горючие материалы вокруг, обуглить изоляцию и наделать бед. Причём обугленная изоляция становится проводником, что сильно упрощает повторное зажигание дуги.
Различают параллельный и последовательный дуговой пробой. Параллельный дуговой пробой — когда дуга зажигается между проводниками L и N или L и PE, например, из-за ввёрнутого в кабель самореза. Или, например, начинает пробивать испорченную изоляцию. В таком случае, скорее всего, параллельный дуговой пробой перерастёт в короткое замыкание и сработает защита от сверхтока. Последовательный дуговой пробой, когда дуга горит в разрыве цепи последовательно с нагрузкой, самый опасный. Ни УЗО, ни автоматический выключатель при этом не сработают! Нет условий для срабатывания этих видов защиты — ток не превышен (его величину ограничивает нагрузка), дифференциального тока тоже нет. Дуга будет гореть, пока контакт случайно не восстановится или разорвётся. Впрочем, наверняка вы с ней уже сталкивались — это то самое «шкворчание» плохого контакта в выключателе или розетке.
Если ваша проводка выполнена в строгом соответствии со всеми нормативами, то дуговой пробой не вызовет пожара, но породит потоки брани электрика, который будет ремонтировать розетку, где из подрозетника торчат два обугленных пенёчка проводов.
Ключевое слово здесь «если». К сожалению, в суровой реальности может быть:
- Старая алюминиевая проводка, которая ремонтировалась не пойми как и не пойми где
- Проводка, уложенная внутри сгораемых стен
- Грызуны, сожравшие изоляцию проводов до голой меди
- Горе-строители, повредившие изоляцию проводов ввёрнутым саморезом
- Огромное количество переносок, тройников и других электроизделий сомнительного качества, лежащих в труднодоступных местах в окружении горючих предметов
Получается: при раздолбайском отношении к обслуживанию электрохозяйства мы можем получить явление, способное привести к пожару, и которое ни одно из используемых средств защиты обнаружить не может. Звучит неприемлемо.
▍ Ловим призрака за хвост
Инженеры до сих пор находятся в поисках надёжного способа обнаружения дугового пробоя, если полистать публикации в научных журналах, то можно увидеть попытки исследователей использовать разные методики, включая модные нейронные сети. Чем лучше методика, тем выше вероятность обнаружения дугового пробоя и ниже количество ложных срабатываний:
При этом устройству в электрощите доступен всего лишь один способ обнаружения дугового пробоя — анализировать величину и форму тока, отдаваемого в нагрузку. Все производители модульных устройств защиты от дугового пробоя снимают сигнал с датчика тока, но обрабатывают данные по-разному, и не раскрывают подробностей, ссылаясь на ноу-хау. Поэтому я могу лишь рассказать общие подходы, которые раскрыты в научных публикациях, а вот в охоте за подробностями придётся ловить и спаивать разработчиков в пабе.
Обнаружить дуговой пробой всё-таки можно из-за одной особенности — дуга зажигается не сразу. Напряжение должно вырасти до напряжения пробоя, после чего в зазоре проскакивает искра, которая ионизирует воздух и позволяет устойчиво загореться электрической дуге. А так как у нас в сети переменный ток, и ток меняет направление 50 раз в секунду, переходя через нулевое значение, то дуга загорается и гаснет 100 раз в секунду, приводя к специфическим искажениям!
Покажу на примерах, для чего я сделал небольшой стенд. Ток в цепи я измеряю трансформатором тока (голубая линия), напряжение — через делитель (жёлтая линия), масштаб в данном случае не важен. Почти идеальная нагрузка — тепловентилятор:
Все просто — растёт напряжение в линии — пропорционально растёт ток. Напряжение падает — ток в цепи падает. Обратите внимание в месте перехода напряжения через ноль — ток растёт сразу. А вот так выглядит ток в той же цепи, если я развожу контакты и вызываю дуговой пробой последовательно в цепи. Появляется ступенька — ток появляется только после того, как напряжение достигнет напряжения пробоя зазора между проводниками:
Можно подумать, что достаточно просто следить за тем, есть ли ступенька в потреблении тока при переходе напряжения через ноль. Но увы, этот способ не работает, поскольку такая ступенька появляется у многих видов нагрузки. Например, если у устройства есть регулировка мощности тиристорным регулятором, который такую ступеньку создаёт, и меняя её ширину, регулирует мощность в нагрузке. Вот просто посмотрите, как выглядит график тока у пылесоса с регулятором мощности:
Кроме того, идеальный случай, когда в линии всего одна нагрузка, встречается редко. Чаще на линии несколько потребителей, и их токи суммируются. В итоге график начинает выглядеть совершенно ненаглядно. На графике ниже четыре потребителя (обогреватель 1кВт, электрочайник 2 кВт, пылесос с регулятором на половинной мощности (примерно 800 Вт) и мощный импульсный блок питания, нагруженный на балласт (примерно 180 Вт)). Слева нет дугового пробоя, а справа последовательный дуговой пробой обогревателя на 1 кВт, т.е. ток дуги составляет только четверть от всего тока потребления:
Что делать? Посмотрим внимательно на график с искрением — скорость нарастания тока в цепи после пробоя огромная, ступенька практически вертикальная! А значит нам нужно смотреть не на появление ступеньки, а на её отвесность. Проще всего это сделать анализируя спектр сигнала, чем отвеснее ступенька, тем шире её спектр. Наглядно я изобразил на этой картинке: 
В результате принцип работы защиты прост — постоянно анализируем спектр сигнала с датчика тока. Если вдруг он резко изменяется — определяем как он изменился. Если наблюдаем подъём в высокочастотной части спектра — значит это дуговой пробой и отключаем нагрузку. Правда в реальности есть нюансы…
▍ Ложные срабатывания и шапка-невидимка
Ложные срабатывания — головная боль разработчиков УЗДП. В электросети творится полная анархия — каждая нагрузка потребляет ток как хочет, некачественные устройства ещё активно создают помехи.
Вот, например, посмотрите, как выглядит ток, когда я просто включил шлифмашинку с умирающим двигателем:
А вот так выглядит ток сварочного аппарата (я взял обычный трансформатор и варил скрутку угольным электродом):
При этом формально устройство не должно сработать — дугового пробоя нет. А теперь представьте, что у вас таких устройств на одной линии с десяток — их токи сложатся, шумы просуммируются, а разработчик роскомнадзорнется от безнадёги.
Получается довольно нетривиальная задача — с одной стороны нужно повышать чувствительность, а с другой стороны, не допускать ложные срабатывания. Поэтому разработчики не спешат раскрывать свои хитрые алгоритмы. Единственное описание алгоритма работы я нашёл тут.
И тут важно отметить: Ни одно УЗДП не застраховано от ложных срабатываний! Более того, из всех устройств защиты, УЗДП наверное единственное, которое может дать ложное срабатывание в исправном состоянии . Это важно помнить при проектировании! (но об этом ближе к концу). Например, найдётся гад, вроде меня, который откопает старую советскую лампу УФО-Б (ртутная дуговая лампа высокого давления с резисторным балластом) и включит её в сеть, При розжиге график потребления тока выглядит так:
У неё и происходит дуговой пробой на поджигающем электроде, и лампа вызывала ложное срабатывание при каждом включении! Такие проблемные устройства отыскать было трудно, но у меня получилось. В процессе тестов УЗДП я пробовал разные виды нагрузок и нашёл свой криптонит на каждую модель УЗДП. Впрочем, подавляющее большинство бытовых устройств проблем не вызывает.
Любое государство не терпит анархии, поэтому с ней борется. Во многих странах есть требования по электромагнитной совместимости для устройств — они не должны мешать работе других устройств в электросети. Поэтому мощность и спектр помех, которые могут просачиваться с устройства обратно в сеть ограничивается. Следствием этого стала установка фильтров в устройства. Фильтр ослабляет высокочастотные помехи, которые генерирует устройство. Например, любой импульсный блок питания имеет в своей схеме такой фильтр, вот я взял первую попавшуюся схему блока питания Meanwell (нравятся они мне) и обвел рамкой фильтр: 
Сетевой фильтр является шапкой-невидимкой: всё, что происходит за ним, становится невидимым для УЗДП. Технически, кроме дросселей или ёмкостей можно использовать разделительный трансформатор. По этой причине мой эрзац-сварочный аппарат для сварки скруток не вызывал ложных срабатываний — дуговой пробой был во вторичной обмотке, поэтому трансформатор работал как фильтр. Добавление простого фильтра (вырванного из микроволновки) в виде синфазного дросселя полностью устранило проблему ложного срабатывания с лампой УФО-Б, которое я описал выше.
Отсюда следует, что вероятность ложных срабатываний резко возрастает, если в сеть включается устройство, у которого:
- Нет таких фильтров, просто потому что оно старое. Например, 1960х годов, когда требования были попроще
- Фильтры есть, но не эффективны из-за кривой схемотехники или экономии. Этим часто грешат noname устройства, где для экономии выбрасывается всё, что отвечает за качество или безопасность. Хороший фильтр тяжёл, так как требует много меди и железа.
И я думаю многих беспокоит вопрос — а не срабатывает ли УЗДП на сварку? — нет, я опробовал несколько инверторных сварочных аппаратов — всё в порядке.
▍ Из крайности в крайность
Противоположной проблемой является потеря чувствительности на длинных линиях. Любой кусок проводника обладает собственной индуктивностью и распределённой ёмкостью. Если у нас есть длинная линия, то вот как будет отличаться:
Длинная линия сама начинает работать как сетевой фильтр, и высокочастотная часть спектра затухает тем сильнее, чем длиннее линия. Поэтому есть некая предельная дальность, на которой УЗДП способно обнаружить дуговой пробой. Только у одного производителя УЗДП есть в комплекте имитатор, который позволяет не только проверить исправность УЗДП, но и определить, не потеряло ли оно чувствительность из-за длинной линии. Поэтому УЗДП может не сработать из-за искрения в будке охраны, от которой до щита с устройствами защиты пару сотен метров кабеля. Как правило, на линиях короче 100 м проблем не возникает.
▍ Почему только сейчас?
Если предохранители известны более сотни лет, автоматические выключатели примерно столько же, УЗО — полсотни лет, то УЗДП появились совсем недавно — уже в конце XX века. А всё потому, что без электроники обнаружение дугового пробоя сделать невозможно. А относительно дешёвые микроконтроллеры, на которых можно реализовать цифровую обработку сигналов появились совсем недавно. Вот и получается, что только сейчас стало возможным не только технически реализовать такой вид защиты, но и сделать это по цене, доступной частным лицам.
Законодательство тоже активно меняется — новое устройство вносят в различные правила и нормы, делая обязательным к применению в некоторых задачах. Не хочется ссылаться на различные постановления (потом замучаюсь бегать и вносить правки при очередном изменении), но у нас в стране УЗДП начали легализироваться с ГОСТ IEC 62606-2016, который является переводом стандарта МЭК. Собственно стандарт не только определяет требуемые характеристики УЗДП и методику тестирования, но наконец определил само название этого типа устройств — УЗДП.
▍ Куда включать?
УЗДП не самостоятельное устройство — обычно оно требует отдельного автоматического выключателя. Производители, в погоне за нашими кошельками и компактностью могут совмещать УЗДП с автоматическим выключателем — такой гибрид уже можно использовать самостоятельно. При использовании нескольких типов устройств защиты, последовательность соединения роли не играет. Можно ставить УЗДП как до УЗО, так и после.
Обратите внимание, у некоторых моделей УЗДП ввод сделан СНИЗУ, причём это не придурь разработчиков, и встречается и у именитых западных производителей. Я уверен, конструкторы до последнего старались сделать как все привыкли, но что-то помешало.
Типовая схема включения УЗДП:
Учитывая ненулевую вероятность ложных срабатываний, имеет смысл использовать несколько УЗДП и разделить линии по типу нагрузки — условно стационарные и переменные. В стационарные включить потребители, профиль потребления тока которых не меняется годами — насосы циркуляции, холодильники, вентиляция и т.п. Внезапное срабатывание УЗДП на такой группе скорее всего будет сигнализировать о реальной проблеме. В переменные стоит отнести все розетки, в которые втыкают постоянно что попало — блендеры, чайники, пылесосы, освещение и т.п. Срабатывание УЗДП на этой линии должно настораживать, но его значительно проще связать с новым прибором в сети.
В идеальном мире, конечно же, каждой линии свой автомат и УЗДП, но учитывая цены и средние зарплаты — это мечта. Но одно УЗДП на целый частный дом — может создать много проблем, как в случае его срабатывания искать место проблемы? Поэтому хоть какое-то разделение на группы стоит предусмотреть.
Отдельной осторожности требует использование УЗДП на линиях с важными нагрузками, отключение которых может наделать бед не меньших, чем дуговой пробой. Циркуляционные насосы, сетевые коммутаторы и т.п. Более того, в стандартах явно запрещают использовать УЗДП для некоторых потребителей — например, с аппаратами искусственной вентиляции лёгких.
▍ Искрит у соседа, а отключается у меня
К сожалению, такое возможно с некачественными УЗДП. Хоть УЗДП анализирует ток нагрузки, и, казалось бы, оно должно быть слепо ко всему, что происходит до него. Но линии электропередач неидеальный источник тока, и обладают внутренним сопротивлением. Поэтому на длинных линиях искрение мощной нагрузки вызовет заметные колебания напряжения питания, что в свою очередь вызовет колебания тока потребления (весьма солидные, если нагрузка нелинейная). Это называется перекрёстными помехами. Разработчики принимают меры, и различными приёмами снижают чувствительность к перекрёстным помехам с переменным успехом.
▍ Оно сработало — дальше что?
Наверное, самый интересный вопрос. Я уверен, при срабатывании защиты большинство просто пойдёт и включит всё обратно, не попытавшись разобраться в причинах. Но мы же не такие?)
Если сработало УЗДП — значит была причина, и желательно попытаться её найти. Задача упрощается, если при включении УЗДП снова отключится — значит проблема устойчивая — используя автоматические выключатели (теперь вы понимаете, что чем более развитое деление на группы — тем проще искать проблему?) последовательно включаем группы. Если при подключении очередной группы, например, «гараж», УЗДП снова срабатывает — начинаем искать проблему уже там. Поиск неисправности может быть нудным, но в общем то он ничем не отличается от поиска причин срабатывания любого другого устройства защиты, например, УЗО.
Если при включении УЗДП повторного отключения не происходит — достаточно провести профилактический осмотр — все ли розетки целы — нет ли оплавлений и потемнений на пластике. Можно включить напряжение обратно и внимательно послушать — плохой контакт иногда слышно по характерному «шкворчанию». Проведите осмотр гибких шнуров и переносок на предмет повреждений. При перегибании сетевого шнура у мест креплений ничего не должно меняться.
Теперь очевидно: чем более развитое деление на группы потребителей — тем меньше работы по локализации проблемы. Одно дело проводить осмотр ВСЕЙ электрики дома, так как УЗДП одно, и другое дело проводить осмотр детской комнаты, если сработало УЗДП на детскую.
▍ Ещё функции, причём бесплатно
Если УЗДП имеет в своём составе довольно продвинутые электронные «мозги» для выполнения основной функции, то почему бы не добавить ещё функций с минимальными изменениями железа? Почти все УЗДП в моём тесте имеют функцию защиты от превышения напряжения — если напряжение в сети повысится выше нормативного, например, из-за отвалившегося «нуля» прилетело не 230В а все 400В, то УЗДП также штатно отключится. Увы, когда напряжение придёт в норму — оно обратно не включится из-за механизма свободного расцепления. Таким образом использование некоторых моделей УЗДП позволяет получить дополнительную защиту от обрыва нуля практически даром. (Оговорки: автоматического повторного включения не предусмотрено — когда напряжение нормализуется автоматически ничего не включится. Защиты от пониженного напряжения тоже нет у многих моделей УЗДП.)
▍ Оно ещё и самотестируется?!
Да, если присмотреться к расшифровке показаний индикаторов на фасаде УЗДП, то можно увидеть вариант «УЗДП неисправно». Устройство содержит в своём составе дополнительные цепи, позволяющие самому себе на вход подать образцовый сигнал и удостовериться, что сигнал воспринимается как положено. При этом проверяется исправность аналоговой части прибора, но не проверяется, например, исправность механизма расцепления (это бы привело к самоотключению, что непростительно).
Т.е. УЗДП способно самостоятельно определить некоторые виды неисправностей себя, и оповестить о своей нефункциональности. Когда пользователь будет проводить регулярную проверку УЗО (помните про кнопочку «тест» на УЗО?) — заметит проблему и заменит УЗДП.
▍Критика
Для объективности стоит сказать, что у повсеместного использования УЗДП есть и критики. Наиболее весомым является аргумент, что роль дугового пробоя, как первопричины пожара неоднозначна, при нагреве проводников от перегрузки по току, дуговой пробой образуется на поздних стадиях плавления токопроводящей жилы, когда изоляция от нагрева во всю уже дымится и стекает. И срабатывание УЗДП в таком случае уже пожар может не предотвратить. И открытый вопрос — что является причиной пожара — возгорание от перегрузки (которое должны предотвратить автоматические выключатели и предохранители), или всё-таки дуговой пробой. Тут я оставлю ссылку на заслуживающий внимания канал инженера-испытателя Владимира Семеновича Мельникова, как критика УЗДП (https://www.youtube.com/channel/UCCem6jemMX_3ce6dDKk3gdw), в частности, вот это видео (https://www.youtube.com/watch?v=fsy20dMmp-w).
Мое мнение иллюстрируется фразой «Если вы пытаетесь автоматизировать бардак — вы получаете автоматизированный бардак» — если электрохозяйство довели до состояния, когда провода вываливаются из клемм — то УЗДП не станет панацеей (хотя наверняка будет постоянно срабатывать и нервировать электриков, и возможно заставит найти проблемные места). Хотя многие уже привычные нам меры безопасности, вроде ремней в автомобиле, тоже внедрялись со скрипом и находили своих критиков, весьма убедительно высказывавшихся в ненужности и избыточности таких мер�� Если повсеместное внедрение УЗО объективно снизило количество смертей от поражения электрическим током, будем надеяться широкое внедрение УЗДП как-то уменьшит статистику пожаров по причине неисправности электропроводки.
Впрочем, личное мнение какого-то автора в интернете не отменяет нормативных требований.
▍Битва двух пяти ёкодзун
Выход этого поста задерживался потому, что изначально я хотел протестировать одно УЗДП, потом два… В общем — я связался со всеми производителями УЗДП в России, и по моей просьбе мне прислали экземпляры устройств, в т.ч. совсем новых, которые ещё не появились в широкой продаже. (Сразу хочу отметить — я не продаю и не занимаюсь производством электротехники, так что конфликта интересов нет. Устройства по моей просьбе прислали без каких-либо условий или финансовых отношений, за что всем производителям искреннее спасибо.) Так что я пощупал ВСЕ устройства, что разрабатываются и производятся в РФ. Ну и одно китайское, которое тоже продаётся у нас. Вот они все на одном фото: 
К сожалению устройства Астро-УЗО Ф-9311 и Ф-9312 так и не были запущены в серийное производство.
Но тест и обзор я вынесу и опубликую отдельно, иначе материал получится совсем уж большим. (Спойлер: не все УЗДП одинаково хороши)
Борьба с дуговым пробоем
Чем дольше человечество подчиняло себе электричество, тем больше сюрпризов получало. И учась на своих ошибках, создавало все новые методы защиты от опасных ситуаций, связанных с электротоком.
Сейчас в стандартном электрощите домохозяйства должна быть защита как минимум от трех аварийных ситуаций: перегрузки, короткого замыкания и тока утечки. Поэтому для защиты внутренних линий обычно устанавливают либо автоматический выключатель и УЗО, либо АВДТ. Банальный распределительный электрощит уже превратился в систему обороны домохозяйства от вредных последствий неправильной эксплуатации электроприборов. Последней новинкой в этой борьбе стало устройство защиты от дугового пробоя. У меня на тестировании УЗДП IEK ® .
Горячо и опасно
Действительно ли актуальна эта новинка? Давайте разбираться. Как утверждает производитель, устройство позволяет предотвращать пожары, возникающие при дуговом пробое, защиту от которого не обеспечивают другие технические средства.
Дуговой пробой выглядит как искрение и может возникнуть из-за нарушения изоляции, перелома или пережатия провода, плохого контакта в розетке, люфта вилки, действий грызунов. Такие ситуации — отнюдь не редкость! В месте дугового пробоя температура может достигать нескольких тысяч градусов, вокруг разлетаются искры. В результате легко воспламеняющиеся материалы могут загореться даже при отсутствии непосредственного контакта между ними и дугой.
К сожалению, классические устройства защиты дугу не «ловят». Автоматический выключатель срабатывает только в случае перегрузки или короткого замыкания, у УЗО своя зона ответственности. Однако дуговой пробой не сопровождается сверхтоками или утечкой тока на землю, поэтому он не распознаётся ни автоматическим выключателем, ни УЗО, ни объединяющим их функции АВДТ.
Безусловно, для профилактики и спокойствия лучше регулярно проверять электросеть в своем доме. Но покажите мне человека, который готов раз в квартал приглашать квалифицированного электрика, чтобы тот минимум полдня проводил полную ревизию электрощита и соединений.
Для отключения линии с дуговым пробоем и сигнализации о том, что в сети возникло опасное искрение, как раз и создано УЗДП. Если устройство сработало, значит, хозяину жилья пора самому проверить линии или пригласить специально обученного электрика. Проверим, сможет ли УЗДП IEK ® выявить дуговой пробой и отключить проблемную линию. Но для начала вскроем упаковку.
Что внутри
Комплект поставки не поразил воображение, но порадовал. Традиционная картонная коробка, в которых обычно и продаются подобные устройства.
В комплекте, помимо руководства по эксплуатации и самого устройства, есть тестовый блок, выполненный в форм-факторе вилки. Он служит для проверки работоспособности УЗДП и оценки зоны его функционирования.
Тестовый блок, выполненный в форм-факторе вилки
Кстати, в коробку производитель положил еще и наклейку с описанием индикации режимов работы УЗДП. Очень полезно на первых порах, так как мало того, что этих режимов много, еще и устройство новое, многим неизвестное.
Как сказано в руководстве по эксплуатации, УЗДП IEK ® обеспечивает защиту не только от дугового пробоя, но и от импульсных перенапряжений (встроен варистор), и от напряжения в сети выше уровня 275 + 5 В. Каждое аварийное состояние сопровождается индикацией, которая остается даже после отключения аппарата (при наличии питания в сети).
Индикация придумана для того, чтобы с одного взгляда можно было распознать причину срабатывания УЗДП. Руководство по эксплуатации дает объяснение всех возможных вариантов срабатывания. Так, постоянный зеленый огонек свидетельствует о нормальной работе устройства. А постоянный красный сигнализирует о том, что линия была отключена из-за дугового пробоя. Подробнее см. в Таблице 1.
Таблица 1. Режимы индикации УЗДП IEK ®
Чтобы не заглядывать в паспорт изделия каждый раз, когда светодиод на корпусе УЗДП будет о чем-то сигнализировать, производитель приложил наклейку с расшифровкой. Приклеил ее на дверцу электрощита изнутри — и шпаргалка всегда под рукой.
Черным по белому — читаем инструкцию
Отдельно стоит остановиться на инструкции, которая очень подробная. В ней даже указаны метрические размеры устройства, хотя мне это кажется лишней информацией: ну два же модуля, и так все понятно.
Перечислены обязательные в таких случаях адреса представительств компании, гарантийный срок эксплуатации (3 года), дата производства и так далее. И подробно расписано, от чего УЗДП защищает и как определить зону его функционирования.
Там очень интересный нюанс. Оказывается, если линия розеток собрана шлейфом и где-то посередине этого шлейфа подключен потребитель с импульсным источником питания (например, телевизор), то все розетки, расположенные дальше от УЗДП, уже не будут защищены. Или будут, но средство контроля не сможет это показать.
Потребители с импульсными источниками питания могут ослабить сигнал от дугового пробоя. На схеме часть розеток не входит в зону функционирования
Все дело в физике процесса. Устройство содержит электронный компонент, который анализирует характер синусоидального колебания тока в электрической сети. При искрении синусоида приобретает неправильную форму за счёт появления дополнительных гармоник. Автоматика фиксирует возникновение дугового пробоя и приводит в действие расцепитель, который разрывает электрическую цепь.
Потребители с импульсными источниками питания (компьютеры, телевизоры, цифровые приемники, импульсные трансформаторы для питания галогенных ламп и т. п.) ослабляют сигнал дугового пробоя. Чтобы этого избежать, рекомендуется подключить такую группу потребителей через стандартный сетевой удлинитель с длиной шнура 3-10 м.
Зона функционирования УЗДП расширена благодаря подключению потребителей через стандартный сетевой удлинитель
Практика показала.
Очень интересно проверить на практике отработку УЗДП IEK ® . Для этого был собран небольшой тестовый стенд.
Как мы уже говорили, УЗДП отвечает исключительно за дуговой пробой, а перегрузку, короткое замыкание и токи утечки не распознает.
Следовательно, — и на этом настаивает производитель — устройство должно подключаться после вводного автоматического выключателя и УЗО или АВДТ, но до разводки по линиям.
Вводные клеммы расположены внизу УЗДП IEK ® . Очень правильное и продуманное решение, потому что практически все УЗО имеют выходные контакты снизу. И в данном случае соединение упрощается: достаточно установить двухполюсную контактную шину между устройствами.
Кстати, редкий случай, чтобы производители заботились об электромонтажниках. Но я тестирую не первый продукт IEK и уже отмечал, что специалисты IEK GROUP понимают — собирать щиты часто приходится в тесных и темных помещениях, поэтому стараются максимально упростить эту задачу.
После сборки тестового стенда подключил к нему лампу и розетку. В окошке индикации УЗДП IEK ® горит зеленый огонек, что, согласно руководству по эксплуатации, свидетельствует о его нормальном рабочем состоянии. А теперь настало время проверить работу устройства.
Вставляем в розетку тестовый блок в форме вилки, который имитирует дуговой пробой. Как и положено, УЗДП тут же отключило линию, лампа погасла. В окошке индикации УЗДП появился постоянный красный огонек. Устройство отработало штатно — все, как в инструкции!
Куда ставить УЗДП
С 1 июля 2018 года введен в действие ГОСТ IEC 62606-2016 «Устройства защиты бытового и аналогичного назначения при дуговом пробое. Общие требования», которому соответствует УЗДП IEK ® . Несмотря на то, что законодательство пока не обязывает устанавливать подобные устройства в каждый щиток, УЗДП будет полезно для защиты электросети любого домохозяйства, а в старом жилом фонде оно просто жизненно необходимо.
Безусловно, стоит обезопасить от пожаров отдельно стоящий дом. Ведь даже если хозяин разбирается в строительстве и лично следил за качеством электромонтажа, безупречно спроектированная и смонтированная сеть окажется беззащитной, например, перед удлинителем, который как временное решение был использован для подключения обогревателя.
Также в частных домовладениях строятся хозяйственные постройки вроде гаражей и сараев. Там как раз риск возгорания высок, потому что проводка делается. в общем, не очень тщательно. Да и подключаться могут не только исправные электроинструменты.
Однозначно полезным и необходимым УЗДП будет в старом жилье: частных или многоэтажных домах. Если здание пережило несколько поколений, пару перестроек и реконструкций, то электричество неизбежно преподнесет немало сюрпризов. УЗДП IEK ® обезопасит от дугового пробоя и защитит ваш дом от возгораний.