Узо селективность: УЗО селективность работы

Содержание

УЗО селективность работы

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта elektrik-sam.info!

В этой статье мы подробно рассмотрим, как обеспечить селективность работы УЗО.

Эта тема продолжает серию статей по электрическим аппаратам защиты в рамках курса «Автоматические выключатели УЗО дифавтоматы – подробное руководство».

Если Вам интересна эта тема, рекомендую подписаться на новостную рассылку, чтобы не пропустить выхода продолжения. Форма подписки внизу этой статьи.

Итак, вначале давайте разберемся, что же такое селективность?

Селективность устройств защитного отключения означает, что для устройств, включенных в цепь последовательно, при возникновении в защищаемой ими цепи тока утечки, должно сработать только то УЗО, которое ближе всех расположено к месту повреждения.

Т.е. селективность позволяет исключить нежелательные отключения последующих УЗО, что упрощает поиск и устранение неисправности, приведшей к срабатыванию, и обеспечивает работоспособность остальных участков цепи.

Давайте рассмотрим пример. В современной квартире в электрическом щите установлено общее вводное УЗО, а после него установлены несколько групповых УЗО, защищающих отдельные группы или отдельные потребители.

При возникновении утечки тока в бойлере, если обеспечена селективность, должно отключиться только УЗО бойлера. При этом вводное УЗО и все остальные потребители должны остаться включенными.

Как же обеспечить селективность работы УЗО?

Для того, чтобы обеспечить селективность работы УЗО, включенных в цепь последовательно по древовидной схеме, необходимо выполнить два условия (независимо от значений токов утечки, возникающих при повреждениях в электрической сети):

1. Селективность по времени. Время срабатывания УЗО, которое расположено ближе к источнику питания, должно быть не менее, чем в 3 раза больше, чем у УЗО, расположенного ближе к потребителю. Т.е. вышестоящее УЗО должно быть селективное (типа S).

2. Селективность по току. Значение уставки по току утечки (номинальному отключающему дифференциальному току IΔn1) для вышестоящего УЗО должно быть не менее, чем в 3 раза больше, чем уставка IΔn2 УЗО, расположенного ближе к потребителю. То есть:

IΔn1>=3 IΔn2.

Обычно в квартирах селективные УЗО не применяются, а используются УЗО общего типа. Давайте посмотрим, что произойдет, если используются вышестоящее и нижестоящие УЗО общего типа?

Для УЗО общего типа ГОСТ определяет только максимальное время отключения. И если у нас УЗО подключены по древовидной схеме, т.е. последовательно, то при возникновении в цепи тока утечки, сработает наиболее быстродействующее УЗО (поскольку УЗО – устройство аналоговое и существует разброс параметров при их изготовлении).

Причем, отключаться будут либо нижестоящее и вышестоящее УЗО одновременно, либо одно из них, причем, по статистике, в большинстве случаев отключается вышестоящий аппарат.

Это приведет к тому, что обесточится сразу весь дом. К тому же это затрудняет поиск и локализацию неисправности, приведшей к срабатыванию УЗО.

Эту проблему можно решить применением селективного вышестоящего УЗО. Для селективных УЗО по ГОСТу определяется минимальное время неотключения.

Селективное УЗО срабатывает с задержкой.

При появлении тока утечки в одной из нижестоящих групп, вышестоящее селективное УЗО будет пропускать через себя ток утечки и выжидать, давая возможность сработать УЗО в этой группе, поскольку оно имеет меньшее время срабатывания.

При этом все остальные потребители в других группах останутся включенными.

Селективное же УЗО сработает, если выйдет из строя нижестоящее УЗО, либо если появится утечка тока в цепи между вышестоящим и нижестоящими УЗО.

Например, вводное селективное (противопожарное) УЗО установлено в уличном электрощите вместе со счетчиком электроэнергии, а остальные УЗО общего типа установлены в электрощите внутри дома, либо в этажных электрощитах. В этом случае при появлении утечки в линиях между щитами, сработает вводное селективное УЗО.

Смотрите видео Селективность работы УЗО

 

 

 

 

Интересные материалы по теме:

Автоматические выключатели УЗО дифавтоматы — руководство.

Конструкция (устройство) УЗО.

Устройство УЗО и принцип действия.

Принцип работы трехфазного УЗО.

УЗО противопожарное — для чего и зачем?

Работа УЗО при обрыве нуля.

Как проверить тип УЗО?

Почему УЗО выбирают на ступень выше?

Как выбирать автоматические выключатели, УЗО, дифавтоматы?

Автоматические выключатели — конструкция и принцип работы.

Номиналы групповых автоматов превышают номинал вводного?

Почему в жару срабатывает автоматический выключатель?

Менять ли автоматический выключатель, если его «выбивает»?

Селективность УЗО | Статьи ЦентрЭнергоЭкспертизы

При создании внутренних электрических сетей главное значение уделяется безопасности. Основными угрозами для человека, которые несет в себе самый востребованный источник энергии, является поражение электрическим током и возгорание электропроводки (окружающих ее предметов), его следствием чаще всего оказываются пожары. Происходит это при токовых утечках, возникающих по причине нарушений изоляции электропроводки или неисправности электрооборудования.

Для защиты от дифференциальных токов в распределительных вводных щитках предусматривают установку УЗО (устройства защитного отключения), обеспечивающее экстренное отключение при токах утечки превышающих определенный уровень. Устанавливается оно на вводе после электросчетчика последовательно автоматическому выключателю. Номинальный ряд дифференциальных токов (при которых происходит срабатывание устройства) лежит в пределах 0. 006 – 0.5 А.

Если говорить о противопожарных УЗО, рекомендованный для них ток будет составлять 0.1, 0.3 и 0.5 А, но для защиты человека уже номинал 0.1 А может оказаться смертельным, поэтому при выборе защитного выключателя следует рассматривать УЗО номиналами 0.006, 0.01 и 0.03 А.

Селективные УЗО

Современные электрические сети предусматривают создание двухуровневых систем защиты, иными словами селективных УЗО. На первом уровне устанавливается устройство защитного отключения с номинальным дифференциальным током 100 или 300 мА, оно же выступает как селективное противопожарное УЗО. На втором уровне выстраивается ряд групповых УЗО, включенных последовательно с первым (параллельно друг другу) и выступающих в роли защитных. Номиналы групповых автоматов (дифференциальные токи) должны ограничиваться значением 30 мА (не выше), а количество совпадать с числом контролируемых групп.

Таким образом, получается селективная защита каждой из групп, контролируемых отдельным автоматом. Объединение в группы в зависимости от схемы подключения и разводки сети может происходить по разному принципу, например каждый выключатель дифференциальный может контролировать:

  • состояние электропроводки отдельной комнаты;
  • отдельно электроосвещение или розетки питания всего жилья;
  • цепь питания мощного электрооборудования (бойлера, электроплиты, стиральной машины).

Главным преимуществом селективной защиты считается то, что при отключении одной из групп питание остальных потребителей электроэнергии сохраняется.

Особенности выбора УЗО селективных цепей

При выборе устройств защитного отключения для организации селективной защиты следует руководствоваться рядом правил. Основными параметрами УЗО можно считать:

  • номинальный пропускаемый ток;
  • дифференциальный ток срабатывания;
  • задержку срабатывания.

В отношении селективной защиты первый параметр интереса не представляет, он скорее интересен с точки зрения перегрузок, и должен соответствовать номиналу вводного автомата, а вот порогам срабатывания с задержкой отключения следует уделить особенное внимание.

Чтобы обеспечить токовую селективность, номинал УЗО первого уровня должен быть не менее утроенного номинала группового автомата, так если во втором уровне установлены автоматы на 30 мА, то общий должен иметь порог не менее 100 мА.

В отношении временной селективности справедливо примерно тоже и значения временной задержки должны отличаться минимум в три раза. На срабатывание обычных УЗО уходит 20 – 30 мс после определения утечки, такие устройства пригодны для использования во втором уровне. Устройства, предназначенные для селективной защиты, выпускаются двух типов:

  • тип S срабатывает с задержкой 0.15 – 0.5 с;
  • тип G – 0.06 – 0.08 соответственно.

Смотрите также другие статьи :

Для чего применяются УЗМ

В случае возникновения внештатной ситуации УЗМ отключает нагрузку, тем самым предохраняя аппаратуру от повреждения. По сути многофункциональное УЗМ представляет собой мощное электромагнитное реле с электронным управлением.

Подробнее…

Для чего применяются магнитные пускатели

По своему назначению электромагнитные пускатели делятся на обычные и реверсивные. В конструкции реверсивных магнитных пускателей заложено два обычных (в спаренном корпусе) с взаимной блокировкой друг друга, исключающей их одновременное включение и обеспечивающей электрическую блокировку.

Подробнее…

Селективность УДТ (УЗО): основное правило, как обеспечить

Основное правило селективного оперирования устройств дифференциального тока (которое часто могут некорректно называть как УЗО): при последовательном включении двух устройств дифференциального тока первое УДТ, расположенное ближе к источнику питания, должно быть типа S, а второе УДТ, расположенное ближе к электроприемнику, – общего применения. Номинальный отключающий дифференциальный ток первого УДТ должен быть не менее чем в 3 раза больше номинального отключающего дифференциального тока второго УДТ [1].

Для защиты от поражения электрическим током в электроустановках зданий повсеместно применяют устройства дифференциального тока бытового назначения, соответствующие требованиям стандартов ГОСТ IEC 61008‑1-2020 и ГОСТ IEC 61009-1-2020.

Что понимают под селективностью УДТ?

Харечко Ю.В. в своей книге акцентирует внимание на том, что [1]:

« При последовательном включении устройств дифференциального тока следует обеспечить их селективное оперирование при замыканиях на землю. Первым должно срабатывать УДТ, расположенное ближе к месту замыкания на землю, обычно находящемуся в конечной электрической цепи. Вторым должно оперировать УДТ, расположенное ближе к источнику питания, например, установленное на вводе в электроустановку здания или защищающее распределительную электрическую цепь. В противном случае, если первым сработает вводное устройство дифференциального тока или УДТ, установленное в распределительной электрической цепи, то вместо одной конечной электрической цепи, в которой произошло замыкание на землю, будет отключена вся электроустановка здания или ее часть, состоящая из нескольких конечных электрических цепей.

»

Аналогичное нежелательное отключение произойдет также в том случае, если оба устройства дифференциального тока сработают одновременно. Поэтому при проектировании электроустановок зданий вопросам обеспечения селективного оперирования устройств дифференциального тока следует уделять должное внимание.

Как обеспечить селективность УДТ?

В п. 535.3 (539.3) «Селективность между защитными устройствами дифференциального тока» стандарта МЭК 60364‑5‑53 и в п. 535.3 «Обеспечение селективности защитных устройств, управляемых дифференциальным током» ГОСТ Р 50571.5.53-2013, который подготовлен на его основе, указано: «Чтобы обеспечивалась селективность между двумя защитными устройствами дифференциального тока, включенными последовательно, эти устройства должны удовлетворять следующим требованиям [2] (учтены замечания Харечко Ю.

В. из [1]:

« a) времятоковая характеристика несрабатывания защитного устройства, управляемого дифференциальным током, расположенного на стороне источника электропитания (ближе к вводу электроустановки) должна быть выше полной рабочей времятоковой характеристики данного устройства, расположенного на стороне нагрузки (ближе к нагрузке), и

b) номинальный отключающий дифференциальный ток, расположенного на стороне источника электропитания, должен быть выше, чем для устройства, расположенного на стороне нагрузки.

Что касается защитных устройств, управляемых дифференциальным током, которые соответствуют требованиям МЭК 61008‑1 и МЭК 61009-1, номинальный отключающий дифференциальный ток для устройства, расположенного на стороне источника электропитания должен быть, по крайней мере, в 3 раза больше, чем для устройства, расположенного на стороне нагрузки». »

В п. 7.2.2 «Селективность» технического отчета МЭК 62350 изложено общее правило, гарантирующее адекватную селективность при срабатывании последовательно включенных устройств дифференциального тока, которое основано на следующих двух условиях:

  1. минимальное время несрабатывания УДТ, установленного выше по току, должно быть больше, чем максимальное время отключения УДТ, установленных ниже по току;
  2. номинальный отключающий дифференциальный ток УДТ, установленного выше по току, должен быть, по крайней мере, в 3 раза больше номинального отключающего дифференциального тока УДТ, установленных ниже по току.

В подразделе 6.2 «Селективность – УДТ/УДТ» технического отчета МЭК 61912‑2 (ГОСТ IEC/TR 61912-2-2013 [3]) указано, что мгновенные (без выдержки времени) УДТ, включенные последовательно, имеют очень ограниченную селективность, так как любой ток замыкания на землю, превышающий IΔn УДТ (номинальный отключающий дифференциальный ток УДТ), расположенного ближе к источнику питания, может вызвать оперирования обоих УДТ. Поэтому УДТ, расположенное ближе к источнику питания, должно быть типом с выдержкой времени (например, типом S), чтобы достигнуть избирательности. На практике отношение IΔn УДТ, расположенного ближе к источнику питания, к IΔn УДТ, расположенному ближе к нагрузке, должно быть, по крайней мере, 3:1, а выдержка времени УДТ, расположенного ближе к источнику питания, должна быть больше чем полное время оперирования любого УДТ, расположенного в цепи ближе к нагрузке.

Харечко Ю.В. на основании этой информации подводит итог [1]:

« Таким образом, селективное оперирование двух последовательно включенных устройств дифференциального тока может быть обеспечено только в том случае, если время отключения любого тока замыкания на землю IEF первым УДТ, размещенным ближе к источнику питания, превышает время отключения этого же тока замыкания на землю вторым УДТ, установленным ближе к нагрузке. То есть, как условно показано на рис. 1, характеристика оперирования первого УДТ должна быть расположена «выше» характеристики оперирования второго УДТ во всем диапазоне токов замыкания на землю. Для обеспечения указанного соотношения характеристик оперирования в качестве первого следует применять УДТ типа S, которое срабатывает с кратковременной задержкой, а в качестве второго – УДТ общего применения, которое оперирует без временнóй задержки. »

Далее Харечко Ю.В. детализирует [1]:

« При последовательном включении двух устройств дифференциального тока общего применения, номинальные отключающие дифференциальные токи которых различаются в 3 и более раза, например: 300 мА первое УДТ и 30 мА второе УДТ, можно обеспечить их селективную работу в ограниченном диапазоне токов замыкания на землю. Эти УДТ будут селективно оперировать при синусоидальном токе в диапазоне от 0 до номинального неотключающего дифференциального тока IΔno, который равен половине номинального отключающего дифференциального тока IΔn – 150 мА.

При пульсирующем постоянном токе их селективное функционирование гарантировано в более узком диапазоне от 0 до наименьшего значения нижнего предела токов расцепления, равного 0,35 IΔn – 105 мА, 0,25 IΔn – 75 мА и 0,11 IΔn – 33 мА при углах задержки тока α соответственно 0°, 90° и 135°. Иными словами, практически во всем диапазоне возможных токов замыкания на землю нельзя обеспечить селективную работу указанных УДТ, поскольку они будут срабатывать одновременно (рис. 2). »

Рис. 1. Характеристики оперирования последовательно включенных УДТ при полной селективности: 1 – УДТ QF1 типа S; 2 – УДТ QF2 общего применения (на основании рисунка 1 из [1] автора Харечко Ю.В.)Рис. 2. Характеристики оперирования последовательно включенных УДТ при отсутствии селективности: 1 и 2 – УДТ QF1 и QF2 общего применения (на основании рисунка 2 из [1] автора Харечко Ю.В.)

Рассмотрим более подробно характеристики оперирования устройств дифференциального тока. В таблице 1 ГОСТ IEC 61008‑1-2020 [4] приведены предельные значения времени отключения1 и неотключения2 для переменного дифференциального тока для ВДТ типов АС и А, а в таблице 2 – максимальные значения времени отключения для однополупериодного пульсирующего дифференциального тока для ВДТ типа А. Таблицей 2 ГОСТ IEC 61009-1–2020 [5] установлены стандартные значения времени отключения и времени неотключения для АВДТ. Ниже приведены обобщенные данные.

Примечание:

1) Время отключения представляет собой интервал времени между моментом внезапного появления в главной цепи устройства дифференциального тока отключающего дифференциального тока и моментом гашения дуги на всех полюсах УДТ.

2) Время неотключения характеризует максимальный промежуток времени, в течение которого устройство дифференциального тока не размыкает главные контакты, несмотря на то, что в его главной цепи имеет место отключающий дифференциальный ток, который инициирует срабатывание УДТ.

Таблица 1. Значения максимального времени отключения и минимального времени неотключения 1 [1].
Тип УДТ In2, А IΔn, А Стандартные значения времени отключения и неотключения, с, при дифференциальном токе Примечание
IΔ 2IΔ 5IΔ 500 А 3
Общий Любое значение 4 0,30 0,15 0,04 0,04 Максимальное время отключения
S ≥25 > 0,030 0,5 0,20 0,15 0,15
0,13 0,06 0,05 0,04 5 Минимальное время неотключения

1) Указаны значения для синусоидального дифференциального тока. При проведении испытаний пульсирующим постоянным дифференциальным током устройств дифференциального тока типа А значения испытательных дифференциальных токов, равные IΔn, 2 IΔn, 5 IΔn и 500 А, умножают на поправочные коэффициенты 1,4 для УДТ с IΔn > 0,01 А и 2,0 для УДТ с IΔn ≤ 0,01 А.

2) In – номинальный ток УДТ.

3) В таблице 1 ГОСТ IEC 61008-1-2020 для синусоидального дифференциального тока также указан диапазон 5–200 А, а в таблице 2 для однополупериодного пульсирующего дифференциального тока приведено значение 350 А. В таблице 2 ГОСТ IEC 61009-1-2020 помимо 500 А установлены также следующие значения дифференциального тока: 5, 10, 20, 50, 100 и 200 А.

4) В таблице 2 ГОСТ IEC 61008-1-2020 одинаковые значения максимального времени отключения приведены для трех диапазонов номинального отключающего дифференциального тока: менее 30 мА, 30 мА и более 30 мА.

5) В таблице 2 ГОСТ IEC 61009-1-2020 это время указано для дифференциального тока АВДТ IΔt, значение которого равно нижнему пределу стандартного диапазона токов мгновенного расцепления – 3, 5 или 10 In соответственно для типов мгновенного расцепления B, C или D.

Далее Харечко Ю.В. акцентирует внимание на том, что [1]:

« Согласно нормативным данным при токе замыкания на землю, равном и, тем более, превышающем 5 IΔn любое качественное устройство дифференциального тока общего применения должно сработать за промежуток времени менее 0,04 с. То есть два последовательно включенных УДТ общего применения с номинальными отключающими дифференциальными токами 300 мА первое и 30 мА второе будут срабатывать практически одновременно при синусоидальном токе замыкания на землю, который равен или превышает 1,5 А. Поскольку токи замыкания на землю в электроустановках зданий, соответствующих типам заземления системы TN-S, TN-C-S и TN-C, обычно достигают сотен и тысяч ампер, а в системе TT – десятков ампер, практически невозможно обеспечить селективность оперирования последовательно включенных УДТ общего применения. »

Харечко Ю.В. в своей книге подводит итог [1]:

« Последовательное включение УДТ типа S (первое от источника питания) и УДТ общего применения (второе) позволяет обеспечить их селективное оперирование во всем диапазоне токов замыкания на землю. Качественное УДТ типа S при больших токах замыкания на землю не должно срабатывать, по крайней мере, 0,04 с, в течение которых обязано сработать любое качественное УДТ общего применения. При небольших токах замыкания на землю УДТ типа S также будет срабатывать в течение бóльшего промежутка времени, чем УДТ общего применения. Как условно показано на рис. 3 и 4, стандартные времятоковые зоны, в которых находятся характеристики оперирования всех качественных УДТ типа S и УДТ общего применения, не пересекаются во всем диапазоне дифференциальных токов, обеспечивая тем самым их селективное оперирование. »

В п. 7.1.73 ПУЭ имеется следующее требование (с грубыми ошибками): «При установке УЗО последовательно должны выполняться требования селективности. При двух- и многоступенчатой схемах УЗО, расположенное ближе к источнику питания, должно иметь уставку и время срабатывания не менее чем в 3 раза большие, чем у УЗО, расположенного ближе к потребителю».

Рассмотрим возможность его корректного выполнения.

Рис. 3. Характеристики оперирования последовательно включенных устройств дифференциального тока: 1 – УДТ типа S, IΔn = 100 мА; 2 – УДТ общего применения, IΔn = 30 мА (на основании рисунка 3 из [1] автора Харечко Ю.В.)Рис. 4. Характеристики оперирования последовательно включенных устройств дифференциального тока: 1 – УДТ типа S, IΔn = 300 мА; 2 – УДТ общего применения, IΔn = 30 мА (на основании рисунка 4 из [1] автора Харечко Ю.В.)

Максимальное время отключения УДТ типа S при синусоидальных токах замыкания на землю, превышающих его пятикратный номинальный отключающий дифференциальный ток, может быть равным 0,15 с, а максимальное время отключения УДТ общего применения при этом токе замыкания на землю может быть равным – 0,04 с. В этом случае время отключения УДТ типа S в 3,75 раза превышает время отключения УДТ общего применения. Минимальное время отключения УДТ типа S может быть равным 0,06 с при том же самом максимальном времени отключения УДТ общего применения. То есть время отключения УДТ типа S может лишь незначительно превышать время отключения УДТ общего применения. Поскольку у устройств дифференциального тока бытового назначения нет средств регулирования времени отключения, нельзя гарантированно обеспечить его трех- или более кратное соотношение для УДТ, включенных последовательно.

Рассматриваемое требование ПУЭ Харечко Ю.В. сформулировал в своем словаре иначе [1]:

« При установке нескольких УДТ последовательно должно быть обеспечено их селективное оперирование при замыканиях на землю. Номинальный отключающий дифференциальный ток УДТ, расположенного ближе к источнику питания, должен быть не менее чем в 3 раза больше номинального отключающего дифференциального тока УДТ, расположенного ближе к электроприемнику. Время отключения УДТ, расположенного ближе к источнику питания, должно быть больше времени отключения УДТ, расположенного ближе к электроприемнику, при одном и том же токе замыкания на землю. При последовательном включении двух устройств дифференциального тока первое УДТ, расположенное ближе к источнику питания, должно быть типа S, а второе УДТ, расположенное ближе к электроприемнику, – общего применения. »

« Поскольку устройства дифференциального тока типа S бытового назначения не имеют средств для изменения выдержки времени, их использование позволяет обеспечить селективное оперирование только с УДТ общего применения. Если в электроустановке здания применяют трех- и более ступенчатую защиту устройствами дифференциального тока, на первых ступенях от источника питания следует применять УДТ с выдержкой времени, которые соответствуют требованиям п. В.4.2.4.2 «Тип с выдержкой времени» стандарта МЭК 60947–2 и ГОСТ Р 50030. 2-2010. »

Минимальное предельное время неотключения при 2 IΔn стандартом МЭК 60947–2 и ГОСТ Р 50030.2-2010 [6] установлено равным 0,06 с. Стандартами заданы также следующие предпочтительные значения предельного времени неотключения при 2 IΔn: 0,06; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5 и 1 с. Для АВДТ, имеющих предельное время неотключения, равное 0,06 с1, характеристика оперирования задана стандартами. Максимальное время отключения установлено равным 0,50; 0,20; 0,15 и 0,15 с при дифференциальном токе, соответственно равном IΔn, 2 IΔn, 5 IΔn и 10 IΔn. Применение таких АВДТ позволяет обеспечить селективную работу при замыканиях на землю с АВДТ без выдержки времени и УДТ общего применения бытового назначения.

Если АВДТ имеет предельное время неотключения больше 0,06 с, характеристику оперирования (максимальное время отключения при дифференциальных токах IΔn, 2 IΔn, 5 IΔn и 10 IΔn) устанавливает производитель изделий. Посредством этих АВДТ можно осуществить селективное оперирование с АВДТ без выдержки времени и УДТ общего применения бытового назначения, а также с АВДТ, имеющим предельное время неотключения 0,06 с, и УДТ типа S бытового назначения.

Список использованной литературы

  1. Харечко Ю.В. Краткий терминологический словарь по низковольтным электроустановкам. Часть 4// Приложение к журналу «Библиотека инженера по охране труда». – 2015. – № 6. – 160.
  2. ГОСТ Р 50571.5.53-2013
  3. ГОСТ IEC/TR 61912-2-2013
  4. ГОСТ IEC 61008‑1-2020
  5. ГОСТ IEC 61009‑1-2020
  6. ГОСТ Р 50030.2-2010

Принцип селективности для выбора автоматических выключателей и УЗО

что такое селективность автоматов и узо

При прокладке электропроводки в квартирах создаются электросхемы, в которых всегда учитываются вопросы безопасной эксплуатации. Электрический ток может причинить большой вред. Чтобы этого не произошло, устанавливают устройства защиты: предохранители, автоматические выключатели, УЗО, дифавтоматы и другие средства.
Все они обладают определенными, конкретными возможностями, но не могут быть универсальными. Поэтому при выборе приборов следует четко учитывать их индивидуальные характеристики. Только в этом случае они будут правильно работать, а не создадут лишних проблем в будущем.

Принцип селективности для выбора автоматических выключателей и УЗО

Это свойство еще именуют избирательностью. Селективность позволяет надежно эксплуатировать электрохозяйство благодаря правильному подбору защитных устройств.
Для любой электрической схемы применяется иерархия автоматов защиты, разделяющие электропроводку с потребителями на определенные участки — электрические цепи, даже когда ток идет от источника к потребителю напрямую, минуя промежуточные звенья. Неисправность в этой самой простой схеме может возникнуть внутри:

  • генератора;
  • приемника;
  • или соединительных проводов.

Каждый из этих случаев требует своего технического решения, которое позволит быстрыми способами надежно выявить и локализовать поврежденный участок.

Селективность определяет правила установки и совместимости защит. Для этого вся система электроснабжения разбивается на отдельные составные участки, делится на зоны с включением в них отключающих аппаратов, реагирующих на появление неисправностей.

Виды селективности

Избирательность бывает:

  • абсолютная;
  • относительная.

Принцип абсолютной селективности подразумевает отключение возникающих повреждений исключительно в своей зоне.
Защиты, выполненные по относительному принципу, реагируют на неисправности своего и соседних участков. Они могут сработать по любому пусковому фактору. Поэтому для исключения ложных отключений их наделяют дополнительными функциями:

  • величиной выдержки времени на срабатывание;
  • уставками по току, напряжению, частоте, электрическому сопротивлению, направлению мощности или другим параметрам сети.

Подбор автоматических выключателей по времени срабатывания

Этот принцип можно продемонстрировать схемой.

селективность по времени

Для объяснения ее работы все автоматы наделены одной уставкой тока отсечки в 25 ампер, но отключают поврежденный участок с разным временем.
При возникновении неисправности в схеме любого потребителя, например, запитанного от автоматического выключателя №3, ток короткого замыкания почувствуют автоматы:

  • неисправного участка №3;
  • распределительного щита №2;
  • ГРЩ №3.

Выдержка времени на срабатывание 0,1 сек самая маленькая у автомата №3. Он сработает первым, локализовав неисправность. Ток повреждения прервется, а автоматические выключатели №2 и №1 останутся включенными для продолжения электроснабжения потребителей зон №4 и №5.

В этой ситуации возможна поломка автомата №3, тогда он не сработает. Ток КЗ после прохождения времени 0,1 сек останется в схеме. Его через выдержку времени 0,5 сек отключит защита распределительного щита — автоматический выключатель №2.

Он резервирует работу защит участка №3, но дополнительно отключает потребителей цепочек №4 и 5 на которых ток КЗ отсутствовал.

Если по каким-то причинам этот автоматический выключатель тоже окажется неисправным, то функцию устранения токов замыкания выполняет защита главного распределительного щита (ГРЩ) автоматом №1. Следует представлять, что она через 1 сек обесточит не только участки зон №3, 4 и 5, запитанные от выключателя РЩ №2, но также других потребителей, которые подключены к дополнительным распределительным щитам ГРЩ №1.

Про типы УЗО и его подключение подробно описано  статьях:

Подбор автоматических выключателей и УЗО по току срабатывания

селективность по току сробатывания

Представленная схема показывает принцип выбора автоматических выключателей и УЗО по току срабатывания. Здесь выполняется тот же принцип, что и в предыдущей схеме: вначале должны работать защиты, ближайшие к месту повреждения, а их резервированием занимаются аналогичные устройства следующей, второй очереди.

При КЗ в цепях потребителя №3, 4, или 5 отключаются вначале автоматический выключатель поврежденного участка, а автомат №2 резервирует его работу. В свою очередь, исправность защиты распределительного щита страхует выключатель №1 ГРЩ.

Устройство защитного отключения контролирует состояние схемы на отсутствие токов утечек. Наибольшее значение уставки в 300 mA назначается защитам ГРЩ №1. Самые маленькие уставки 30 mA выставляются на УЗО конечных присоединений. В РЩ головное УЗО №2 настраивается на срабатывание промежуточных значений 100 mA.

На практике уставки для защит выставляются по комбинированному методу с учетом совмещения принципов селективности по времени, току и другим параметрам, дополняющих надежность рабочей схемы.

Читайте также про выбор автоматических выключателей статьи:
«Правила установки автоматического выключателя»
«Автоматический инфракрасный выключатель»
«Что такое вводной автоматический выключатель?»
«Как устроен дистанционный выключатель?«

Решаемые задачи

Принцип селективности позволяет обеспечить:

  • электробезопасность оборудования и людей;
  • автоматическое определение зоны неисправности и ее локализацию;
  • снабжение электричеством исправных участков, смежных с поврежденным;
  • поддержание качества электроэнергии для всех потребителей.

По этим причинам избирательность защитных устройств следует всегда учитывать на практике для выбора аппаратуры при прокладке электрической проводки для надежной эксплуатации электрооборудования.

Оцените качество статьи:

Как обеспечить селективность с помощью УЗО торговой марки IEK?

21vek-220v.ru

22-04-2015

22-04-2015

Как обеспечить селективность с помощью УЗО торговой марки IEK?

21vek-220v.ru

Говорить о необходимости использования устройств дифференциальной защиты в составе электросетей любого предназначения и любой сложности, уверены, что большинству потребителей уже нет смысла, так как в этом вопросе все уже ясно без слов – эти устройства обязаны быть! Однако, при использовании нескольких УЗО в составе одной электросети очень актуально стоит проблема обеспечения селективности.

Напомним, что в тех ситуациях, когда в состав сети входит несколько устройств дифференциальной защиты, установленных последовательным способом, только селективность способна обеспечить отключение в первую очередь того устройства, которое расположено ближе всего к месту образования утечки тока. Из этого правила следует, что только при оптимальном построении дифференциальной защиты станет возможным безопасное отключение только той цепи, на которой возникла аварийная ситуация, при этом остальные цепи электросети останутся в рабочем состоянии, и для них не будет нарушено электроснабжение.

Организация селективности электросети

Необходимость обеспечения селективности при использовании в сети нескольких, последовательной установленных УЗО, определено требования ПУЭ, точнее будет сказать, пунктом 7.1.73. В данном положении четко определено, что устройство защитного отключения, которое располагается ближе всего к источнику электропитания, должно, как минимум, в три раза превышать по току уставки и времени срабатывания то УЗО, которое ближе расположено к электропотребителю. Некоторые потребители считают, что выполнение данного правила вполне возможно организовать следующим образом:

  • использовать в роли вводного устройства дифференциальной защиты УЗО общего типа, которое не обладает свойством селективности, ошибочно считая, что в этом случае селективность будет соблюдена. Такое мнение, скорее возникло за счет не совсем правильного толкования требований ГОСТа 51326.1, в котором указано, что время срабатывания между устройствами с уставками в 30мА и 100мА, отличается не менее чем в 3 раза. Но в то же время при этом совершенно не берется в учет тот факт, что стандартом для УЗО общего типа определено только максимальное время отключения, а что касается минимального времени отключения, то оно может быть неограниченным. Соответственно, если в сети будут использованы УЗО общего типа, которые подключены последовательным способом, и при этом обнаружится ток утечки, то очень тяжело в данном случае точно сказать, что УЗО, находящееся ближе к источнику электропитания не сработает первым. Если уж быть до конца точным и описывать все случаи правильной организации селективности, то необходимо заметить, что использование УЗО общего типа в качестве вводного устройства дифференциальной защиты возможно, однако только в тех случаях, которые оговорены правилами ПУЭ, в пункте 7.1.84;

  • чтобы гарантированно обеспечить селективность сети при любых ситуациях, потребитель должен использовать УЗО только с функцией селективности, имеющую такую характеристику, как "задержка времени отключения". В маркировке данной продукции должна присутствовать буква "S", что однозначно подтверждает наличие в нем функции задержки времени отключения. Селективные устройства защиты кроме функции максимального времени отключения также имеют такую характеристику, как минимальное время неотключения, которое характеризует способность несрабатывания устройства в течении определенного времени, когда через него будет проходить ток утечки. Таким образом, если в сети последовательно подключены УЗО общего типа и селективное УЗО, будет гарантировано срабатывание УЗО общего типа, которое находится ближе к электропотребителю.

Селективные устройства присутствуют в продукции известного отечественного производителя, компании ИЭК. Говоря о селективных УЗО IEK, в первую очередь мы подразумеваем модель ВД1-63S, которая создана в соответствии с требованиями стандарта ГОСТ 51326.1, и рассчитана на работу в сетях с номинальными токами от 25А до 80А.

Кроме того, данные модели могут иметь номинальные дифференциальные токи как 100мА, так и 300мА, и использоваться в сетях в качестве противопожарной вводной дифференциальной защиты. На данный момент УЗО IEK ВД1-63S являются одними из самых выгодных предложений на отечественном рынке, и нисколько не уступают ни в качестве ни в надежности продукции зарубежных производителей, демонстрируя высокие показатели как в безопасности, так и в эффективности, давая возможность их применять в составе электросетей любой сложности.

Говорить о необходимости использования устройств дифференциальной защиты в составе электросетей любого предназначения и любой сложности, уверены, что большинству потребителей уже нет смысла, так как в этом вопросе все уже ясно без слов – эти устройства обязаны быть! Однако, при использовании нескольких УЗО в составе одной электросети очень актуально стоит проблема обеспечения селективности.

Напомним, что в тех ситуациях, когда в состав сети входит несколько устройств дифференциальной защиты, установленных последовательным способом, только селективность способна обеспечить отключение в первую очередь того устройства, которое расположено ближе всего к месту образования утечки тока. Из этого правила следует, что только при оптимальном построении дифференциальной защиты станет возможным безопасное отключение только той цепи, на которой возникла аварийная ситуация, при этом остальные цепи электросети останутся в рабочем состоянии, и для них не будет нарушено электроснабжение.

Организация селективности электросети

Необходимость обеспечения селективности при использовании в сети нескольких, последовательной установленных УЗО, определено требования ПУЭ, точнее будет сказать, пунктом 7.1.73. В данном положении четко определено, что устройство защитного отключения, которое располагается ближе всего к источнику электропитания, должно, как минимум, в три раза превышать по току уставки и времени срабатывания то УЗО, которое ближе расположено к электропотребителю. Некоторые потребители считают, что выполнение данного правила вполне возможно организовать следующим образом:

  • использовать в роли вводного устройства дифференциальной защиты УЗО общего типа, которое не обладает свойством селективности, ошибочно считая, что в этом случае селективность будет соблюдена. Такое мнение, скорее возникло за счет не совсем правильного толкования требований ГОСТа 51326.1, в котором указано, что время срабатывания между устройствами с уставками в 30мА и 100мА, отличается не менее чем в 3 раза. Но в то же время при этом совершенно не берется в учет тот факт, что стандартом для УЗО общего типа определено только максимальное время отключения, а что касается минимального времени отключения, то оно может быть неограниченным. Соответственно, если в сети будут использованы УЗО общего типа, которые подключены последовательным способом, и при этом обнаружится ток утечки, то очень тяжело в данном случае точно сказать, что УЗО, находящееся ближе к источнику электропитания не сработает первым. Если уж быть до конца точным и описывать все случаи правильной организации селективности, то необходимо заметить, что использование УЗО общего типа в качестве вводного устройства дифференциальной защиты возможно, однако только в тех случаях, которые оговорены правилами ПУЭ, в пункте 7.1.84;

  • чтобы гарантированно обеспечить селективность сети при любых ситуациях, потребитель должен использовать УЗО только с функцией селективности, имеющую такую характеристику, как "задержка времени отключения". В маркировке данной продукции должна присутствовать буква "S", что однозначно подтверждает наличие в нем функции задержки времени отключения. Селективные устройства защиты кроме функции максимального времени отключения также имеют такую характеристику, как минимальное время неотключения, которое характеризует способность несрабатывания устройства в течении определенного времени, когда через него будет проходить ток утечки. Таким образом, если в сети последовательно подключены УЗО общего типа и селективное УЗО, будет гарантировано срабатывание УЗО общего типа, которое находится ближе к электропотребителю.

Селективные устройства присутствуют в продукции известного отечественного производителя, компании ИЭК. Говоря о селективных УЗО IEK, в первую очередь мы подразумеваем модель ВД1-63S, которая создана в соответствии с требованиями стандарта ГОСТ 51326.1, и рассчитана на работу в сетях с номинальными токами от 25А до 80А.

Кроме того, данные модели могут иметь номинальные дифференциальные токи как 100мА, так и 300мА, и использоваться в сетях в качестве противопожарной вводной дифференциальной защиты. На данный момент УЗО IEK ВД1-63S являются одними из самых выгодных предложений на отечественном рынке, и нисколько не уступают ни в качестве ни в надежности продукции зарубежных производителей, демонстрируя высокие показатели как в безопасности, так и в эффективности, давая возможность их применять в составе электросетей любой сложности.

Селективное УЗО - что это такое и как срабатывает

Современные электрические сети просто невозможно представить без основных элементов защитной автоматики.

Селективное УЗО для защиты от поражений электрическим током в результате энерго утечек может различаться не только типовыми характеристиками, но и принципом функционирования.

Что такое селективность УЗО

Основная цель селективности защитного устройства представлена его избирательностью, поэтому таким типом автоматики выбираются исключительно поврежденные участки, которые отсекаются от рабочей электрической сети.

В этом случае исключается нежелательное обесточивание любых других, работоспособных потребителей.

Устройства селективного защитного отключения в обязательном порядке применяются при электрификации современных жилых зданий и офисных помещений, складских площадей и производственных сооружений, квартир и частных домовладений.

Таким образом, селективность является свойством автоматической защиты электрической сети – срабатывать строго поочередно.

Необходимость использования

Селективность УЗО обозначает, что приборы, последовательно включенные в электрическую цепь, в условиях возникновения токовой утечки, характеризуются срабатыванием устройства, наиболее близкорасположенного к поврежденному участку.

Благодаря техническим характеристикам полностью исключается нежелательное обесточивания всех последующих устройств защитного отключения, в результате чего значительно упрощается выявление и устранение любых неисправностей, вызывающих срабатывание прибора, а также обеспечивается бесперебойное функционирование других участков электрической цепи.

Защитное действие, проявляющееся отключением питающей электрической сети, происходит в условиях применения селективного УЗО при наличии проблем, представленных:

  • замыканием «на землю» корпуса электрических приборов под напряжением;
  • контактом токоведущих частей с заземленными или нетоковедущими элементами любых электрических установок при повреждении изоляции;
  • переменой заземляющих (PE) и нулевых (N) токовых проводников внутри электрической схемы;
  • защитой электрической сети от перепадов в показателях напряжения.

С целью обеспечения беспроблемного функционирования к входной нейтрали и выходной фазе прибора необходимо подключить нелинейное сопротивление. В этом случае любое стандартное протекание дифференциального тока в условиях увеличения напряжения до 270 В или более, вызывает отключение сети устройством защитного типа.

Подразделяется абсолютная или относительная селективность защиты, которая зависит от того, какой тип участков подлежит отключению в случае срабатывания.

Типы селективных УЗО

Основные разновидности УЗО представлены классификацией приборов согласно их токовым показателям при которых происходит срабатывание устройства. В соответствии с основными параметрами, противопожарные устройства защитного типа могут реагировать на токовую силу, равную 100 и 300, а также 500 мА.

Классификация защитных селективных устройств также может осуществляться в соответствии с количеством полюсов. Стандартные приборы УЗО обладают парой полюсов и находят широкое применение в однофазных электрических сетях. Приборы, которые используются в трехфазных электрических сетях, имеют четыре стандартных полюса.

УЗО селективное

В зависимости от способа работы защитных селективных устройств, приборы данного типа подразделяются на определенные категории:

  • «АС» — монтируется в электрических сетях с переменными токовыми значениями, на которые и рассчитаны данные приборы;
  • «А» — может устанавливаться в электрических сетях с переменными и постоянными токовыми величинами;
  • «В» — характеризуется работоспособностью в условиях трех видов тока, поэтому может легко взаимодействовать с постоянными и переменными величинами, а также с выпрямленными дифференциальными токовыми показателями;
  • «S» — относится к селективным защитным устройствам, имеющим определенную задержку отключения;
  • «G» — селективные УЗО с минимальной задержкой по времени отключения.

В зависимости от типа и характеристик технического исполнения, все селективные виды УЗО представлены электронными и электромеханическими моделями.

Первый тип таких моделей нуждается в отдельном источнике питания, чем и обуславливается некоторая ограниченность распространения.

Второй вариант не нуждается в электрическом питании и способен реагировать на дифференциальные токовые величины.

Вариант УЗО

Подключение электронного защитного устройства выполняется как к внешним источникам, так и к защищаемой энергосети. Такие УЗО способны в автоматическом режиме осуществлять отключение сети в условиях выключения дополнительного источника питания.

Возобновление подачи электрического питания сопровождается автоматическим включением сети. Тем не менее нужно помнить, что для некоторых типов защитных устройств, такая функция недоступна.

Не все виды селективных устройств используются с целью защиты человека от поражения электрическим током, поэтому с такими целями рекомендуется устанавливать приборы, способные отключать напряжение при наличии показателей 10-30 мА.

Селективность по времени

Область применения устройств данного типа представлена радиальными сетями. Временной отсчет установленной изначально выдержки, стартует в условиях превышения токовых величин для срабатывания реле. Обязательное условие при использовании такой селективности по времени — согласование порогового значения срабатывания токового реле. В этом случае допускается пара схем избирательности, что напрямую зависит от типовых особенностей используемой временной выдержки.

Следует отметить, что применение простого селективного устройства при наличии резервирования срабатывания на каждом уровне, относится к преимуществам временной избирательности.

Селективность по току

Стандартные значения установки по току утечки или в соответствии с показателями номинального отключающего дифференциального тока IΔn1 в условиях выше установленного устройства защитного отключения, должны быть минимум в три раза больше установки IΔn2 УЗО, которая расположена ближе к электрическому потребителю: IΔn1>=3 IΔn2.

Принцип работы электромеханического УЗО

Токовая селективность аналогична временной, но основной параметр представлен максимальной токовой отсечкой, поэтому прибор выбирается в соответствии стороны уменьшения установки от источника электрического питания и до момента загрузки.

Срабатывание с задержкой

В случае появления утечки тока на одной из нижерасположенных групп, выше установленное селективное устройство защиты способно пропускать сквозь себя токовую утечку и выжидать, что дает возможность срабатывать групповому УЗО.

В таких условиях остальные потребители электрической энергии из других групп остаются во включенном состоянии.

Селективное УЗО срабатывает при выходе из строя нижестоящего устройства защиты или при появлении любой токовой утечки в электрической цепи на участке между выше и ниже установленными приборами.

Обзор селективных УЗО

На сегодняшний день выпускается несколько моделей селективного УЗО, которые отличаются техническими параметрами и основными характеристиками. При выборе необходимо учитывать номинальные значения напряжения, тока и токовой утечки.

Наиболее популярные варианты:

  • двухполюсная модель ABB для включения в сеть 40 А при максимальной токовой утечке в пределах 200 мА;
  • двухполюсная модель Legrand с номинальным токовым значением 63 А для утечки 300 мА устанавливается чаще всего в бытовых электрических щитках.

Дифференциальный автомат ABB

Особенно востребованы модели Schneider Electric, предназначенные для защиты от токового поражения в условиях прямого прикосновения и предотвращающие возгорание эксплуатируемой электроустановки. Приборы оснащены кнопкой тестирования и маркировкой цепей, имеют фиксацию посредством двойного пружинного зажима, изолированные клеммы и индикацию аварийного отключения.

УЗО селективного типа отличаются от традиционных устройств защиты значительным временем срабатывания, что позволяет в условиях перебоев внутри электрической сети последовательного подключения, осуществлять частичное отключение проводки.

Селективная защита в автоматическом режиме обеспечивается внутри распределительного щитка согласно схеме, при которой за вводным автоматом монтируется общее УЗО селективного типа. Часть отдельных защитных устройств устанавливается как групповая защита с различной схемой решения, включая розеточную и осветительную группы. Специалисты рекомендуют применять подобную схему для всех элементов бытовой мощной техники, включая бойлеры, стиральные машины, электрические печи и кондиционеры, с установкой отдельного вводного селективного устройства отключения.

Селективное УЗО на вводе Easy9, новинка от Schneider Electric

В различных источниках много и подробно говорится об электрических устройствах, которые защищают дом и его обитателей от пожара и поражения током. Наиболее распространенными из них являются устройства дифференциального тока – УДТ, к которым относятся выключатели дифференциального тока (раньше их называли УЗО) и дифференциальные автоматы (обычно их для краткости называют диффавтоматы). Оба вида этих устройств могут выполнять функцию  защиты объекта от пожара и защищать человека от поражения током. О том, как выбирать и применять их пойдет речь в этой статье.


Каждый человек, владеющий собственным жильем, обеспокоен его сохранностью и безопасностью. Количество угрожающих жилищу факторов очень обширно, но максимально неприятным, разрушительным и опасным для жизни из них является пожар. Практика показывает, что систематически от пожаров страдает множество помещений, а наиболее частой причиной возгораний являются замыкания электрических цепей по причине повреждения кабеля.

В настоящее время можно встретить большой объем информации о различном электрооборудовании, предназначенном для предотвращения возгораний и обеспечения безопасности жизнедеятельности человека в условиях эксплуатации электрических приборов.

Наибольшее распространение по критериям безопасности получили устройства дифференциального тока (УДТ): выключатели дифференциального тока и дифференциальные автоматы. Любое из этих устройств хорошо справляется с задачами - предотвращает удар током и не допускает пожара в помещении. Далее рассмотрим, как нужно выбирать и правильно применять данное оборудование.

Каждое УДТ имеет свой номинальный параметр отключающего дифференциального тока (ток утечки). Данный параметр характеризует величину электрического тока, при достижении которой происходит автоматическое отключение УДТ. Для того чтобы исключить возможность поражения электрическим током, достаточно УДТ, у которого порог отключения не превышает 30мА. Данная величина обусловлена тем, что опасность для человека представляет ток свыше 40мА, проходящий через его тело в течение одной секунды. Автоматическое снижение тока и принудительное выключение прибора полностью исключают вероятность несчастного случая в виде электротравмы.

Согласно действующим стандартам противопожарной безопасности ГОСТ Р50572.4.42-2012, её призваны обеспечивать приборы с порогом отключения 300 мА и более. Указанные характеристики основываются на выводах, полученных при анализе опытных данных соответствующих профильных научно-исследовательских учреждений. Установлено, ток утечки, в диапазоне 150 – 200 мА, на нарушенном отрезке является причиной выделения электрической мощности, близкой к 33 Вт, что может стать причиной воспламенения изолирующей обмотки токоведущего элемента. Помимо этого, при определенных нагрузках, когда в случае отказа вероятность возникновения пожара довольно высока, к примеру – электрический теплый пол с нагревателем пленочного типа должен комплектоваться устройством с отключающим диффтоком до 30 мА.

Поэтому, для повышения коэффициента стойкости от воспламенения и снижения вероятности получения электротравмы, необходимо дополнять электрические схемы сразу двумя типами корректно взаимодействующих со всей цепью УДТ. Электрическая схема для обеспечения данных условий должна строиться по принципу, когда корректное попеременное взаимодействие всех устройств позволяло бы отключать аварийный участок электрической цепи наиболее близко расположенным к данному участку устройством. Это очень важный момент в обеспечении безопасной эксплуатации электрических схем в жилом помещении. Для того чтобы понять, как же выглядит аварийная ситуация, если работа устройств не является селективной, достаточно привести простой пример – при отключении бытового электроприбора по причине нарушения целостности кабеля, отключилось устройство на вводе в помещение, вследствие чего вся квартира лишилась электроснабжения.

Основополагающие нормативные аспекты монтажа УДТ в системах электроснабжения жилых объектов регламентируются соответствующими документами Росстандарта ГОСТ Р50571.5.53-2013. При строительстве жилых объектов подразумевается, что входная мощность на вводе в помещение определялась величиной диффтока, имеющей не менее, чем трехкратное превышение того же показателя для прибора на одном из отходящих ответвлений. При этом, на вход на отходящие ответвления с током отключения 30 мА допускается устанавливать приборы с порогом срабатывания в диапазоне 100 – 300 мА, попадающего в рамки критерия трехкратного превышения. Определяясь с величиной порога срабатывания на вводе в жилое помещение, учитываются такие немаловажные физические величины, как протяженность токопроводящих элементов и планируемая мощность нагрузок. Обычно, для небольших жилых помещений на вводе применяются УДТ 100 мА, для жилых помещений большего размера, в силу усложнения монтажных схем электрических цепей и большей электрической нагрузки, применяются приборы с порогом отключения 300 мА.

В реальных условиях, выполнение данных критериев не всегда позволяет достичь корректного селективного функционирования УДТ. Это объясняется тем, что повреждение целостности изолирующего материала провода не обязательно происходит постепенно. Зачастую повреждение изолирующей обмотки приводит к тому, что ток утечки практически мгновенно вырастает до больших значений, приводя тем самым к отключению не только УДТ на месте повреждения, но и устройства, установленного на вводе. При этом обесточивается всё электроснабжение. Подобная ситуация неприемлема для нормального использования любого жилого помещения, так как перестают функционировать инженерные коммуникации. Это влечёт за собой не только состояние дискомфорта, но и ставит под угрозу безопасность жизнедеятельности, а также требует достаточных временных затрат на поиск неисправности и восстановление работоспособности системы электроснабжения. В холодное время года это чревато, к примеру, к выводу из строя систем теплоснабжения, водоснабжения и водоотведения по причине высокой вероятности промерзания трубопровода.

Примером эффективного разрешения проблемы в рассмотренном конкретном случае является установка вводного селективного устройства, которое обладает функцией отложенного старта. Этот тип УДТ обозначается индексом «S» (Selectivity – селективность) и при аварийной ситуации прекращает подачу энергии с временным интервалом до 130 мСек. При этом полностью отключиться прибор может за время длиной до полусекунды. (Таблица 1). Таким образом, достигается блокировка только нарушенного локального места нарушения электроцепи, вся электроустановка продолжает функционировать дальше.

Рассмотрим на примере, как это работает. Входной электрический щиток в жилом помещении укомплектован прибором с порогом срабатывания 300 мА. На ответвлениях электросхемы, на которых установлены электрические розетки, смонтированы устройства, с порогом срабатывания 30 мА (Рис. 1). Нарушение целостности провода, к которому подключена электрическая розетка, служит причиной возникновения диффтока 200 мА, являющегося причиной срабатывания остальных устройств, включая групповое УДТ, которое срабатывает на отключение мгновенно, а селективное УДТ на вводе будет отсчитывать 60 миллисекунд. (по данным Таблицы 1). В результате видим, что происходит отключение только аварийного участка. При этом селективное устройство в любой момент готово выступить в качестве УЗО на ответвлениях, защитив устройства на отходящих линиях, в случае несрабатывания даже одного из них. Отключившись, селективное УЗО защищает всю цепь электроснабжения в целом.

В настоящее время использование УЗО с селективной функцией в электрокоммуникациях помещений регламентировано требованиями стандартов и норм безопасности, согласно действующему СП 256.1325800.2016 «Электроустановки жилых и общественных зданий. Правила проектирования и монтажа». Пункт 10.13 которого устанавливает, что для обеспечения электро- и пожарной безопасности монтаж УДТ с порогом отключения до 300 мА обязателен. Принцип селективности на многоступенчатой схеме установки подразумевает, что пороговое значение УДТ, наиболее близкого к источнику питания, должно трехкратно превышать пороговое значение УДТ, ближайшего к потребителю. Иначе говоря, пороговое значение диффтока УДТ на вводе не должно превышать 300 мА. А УДТ с функцией селективности функционирует с выдержкой времени срабатывания.

Согласно ГОСТ Р 50571.5.53-2013 установка УДТ с селективной функцией является обязательной нормой при монтаже электрических коммуникаций на всех объектах. Кроме того, они должны обеспечивать номинальный ограничительный диффток устройства на вводе, не превышающий этот же показатель для устройства, находящегося на ответвлении.

Итак, обязательное наличие в цепи УДТ с селективной функцией значительно снижает риск полного выхода из строя всей электроцепи при аварийных ситуациях, возникающих при повреждении целостности проводки на локальном участке. Корректная расстановка УДТ по узлам электроцепи позволяет достичь эффективного, безопасного и безаварийного электроснабжения любого жилого помещения, делая пребывание в нём максимально комфортным.


Праймер по «эффекту узо»

Узо, ликер на виноградной основе, популярный в Средиземноморье, на первый взгляд кажется более подходящим для вечера, следующего за днем ​​науки, а не как часть самого научного эксперимента. Тем не менее, можно продемонстрировать захватывающую гидродинамику, просто налив воды в стакан с узо *. Первоначально жидкость прозрачного цвета быстро становится мутной - это называется «эффектом узо». Смотрите видео ниже:

Итак, что здесь происходит? Ответ кроется в анисовом масле, растворенном в узо, которое самопроизвольно образует капли, как только вступает в контакт с добавленной водой.Эти капли маленькие и достаточно многочисленные, чтобы не только преломлять или отражать свет, но и сложным образом рассеивать его, придавая разбавленному узо молочно-белый цвет. Причина образования капель заключается в том, что анисовое масло или его придающее аромат соединение Анетол, если быть более точным, лишь слабо растворяется в воде, но хорошо растворяется в этаноле. По мере увеличения концентрации воды в растворе растворимость анетола в растворе уменьшается, и в конечном итоге он становится перенасыщенным.Если пересыщение является значительным, происходит зародышеобразование масляных капель. Каждое событие образования капель приводит к истощению некоторого количества анетола из области рядом с ним, и капли, таким образом, имеют тенденцию формироваться отдельно друг от друга, не сливаясь.

Этот эффект характерен не только для узо, и в Википедии был составлен список других духов со вкусом аниса, которые проявляют эффект узо **. Как правило, эффект можно наблюдать в любой тройной смеси гидрофобного масла (здесь анисовое масло), смешивающегося с водой растворителя (здесь этанола) и воды.Относительные концентрации растворенного вещества, растворителя и воды в смеси определяют, возникает ли / когда происходит эффект узо. Обратите внимание, что вам не нужно добавлять воду, в качестве альтернативы вы можете просто подождать, пока этанол испарится, и наблюдать, как эффект узо запускается в сидячей капле, когда она сжимается, как показали недавние исследования.

Рисунок: Обложка этой бумаги, с начальной каплей узо (внизу слева) и последующими каплями (справа и вверху) после того, как испарится достаточное количество этанола, чтобы вызвать эффект узо.

Эффект узо может быть использован для образования стабильных эмульсий, в которых плотность и размер капель можно регулировать без необходимости механического или химического вмешательства. В результате он используется во многих областях, от приготовления напитков и духов до селективной микроэкстракции в судебной медицине и биомедицине. Однако, несмотря на его многочисленные применения, фундаментальный механизм спонтанного эмульгирования, лежащий в основе эффекта узо, до сих пор не совсем понятен. Это связано с тем, что эффект узо по своей природе является многомасштабным явлением.Он начинается с локальных колебаний концентрации растворителя на молекулярном уровне, что приводит к зарождению нанокапель за доли миллисекунды; Эти нанокапли затем увеличиваются в размере (в результате созревания Оствальда), образуя микрокапли, и, наконец, через несколько секунд становятся видимыми на макроуровне как помутнение в стекле узо. Как хорошо известно участникам этой исследовательской группы, системы, предполагающие большое разделение по времени и длине такого рода, очень трудно моделировать.

Гипотетически, если мы когда-нибудь сможем тесно сотрудничать с экспериментаторами по моделированию эффекта узо, к концу каждого дня работа действительно будет сама по себе наградой.

* Отказ от ответственности: НЕОБХОДИМО попробовать это дома.

** Как подтвердит Мартин, наш постоянный знаток греческих спиртов, ципуро не должно быть в списке, поскольку его можно приготовить без анисового масла. Его домашнее ципуро не показало никакого эффекта узо, и мне пришлось вместо этого использовать видео с YouTube.

(PDF) Эффект Узо для выборочной сборки кластеров молибдена в наномраморы или нанокапсулы с повышенной активностью HER

Рисунок 4: Кривые поляризации для чистого GCE (черный), для GCE, поддерживающего наноразмерные шарики

(синий), кластер 1 ( синий пунктир), нанокапсулы (красный) и кластер 2 (красный штрих) в 1M растворе KNO3 с pH 7, очищенном от Ar-

, (a) HER (b) OER

В отличие от GCE без покрытия, эталонная плотность тока

10 мА / см

2

легко достигаются для потенциалов, равных ca -

0.95 В для всех видов кластера (

Рисунок 4a

). Это соответствует перенапряжению

примерно на 500 мВ, что является очень многообещающим для

по сравнению с перенапряжениями, о которых сообщалось для молекулярных катализаторов

в нейтральной среде.

33

Примечательно, что потенциал восстановления

положительно сдвинут на 100 мВ для нанокапсул

по сравнению с 2. Несмотря на относительно низкую электроактивность OER

, все виды кластеров способствуют окислению воды

до O

2

с более высокой плотностью тока по сравнению с

голый GCE (

Рисунок 4b

).

В заключение, наночастицы, содержащие исключительно кластеры молибдена

, были получены смещением растворителя.

Наномарблы ​​против нанокапсул могут быть выборочно получены с помощью

соответствующий выбор кластера: более гидрофобные

разновидностей Cs

2

[Mo

6

Br

i

8 9000 a

6

] осаждается в фазе растворителя,

, тогда как более полярное соединение (NH

4

)

2

[Mo

6

Br

i

8

NCS)

a

6

]

адсорбирует на границах раздела, стабилизируя капли с высоким содержанием растворителя.Химический анализ

с использованием EDS и рамановской спектроскопии

в сочетании с квантово-химическими расчетами четко указывает на полный гидролиз апикальных лигандов

в случае

Cs

2

[Mo

6

Br

i

8

Br

a

6

]. Напротив, гидролиз

(NH

4

)

2

[Mo

6

Br

i

8

(NCS)

a

000]

000] не соблюдается, но нельзя полностью исключить

.В рамках этой работы мы обобщаем стратегию сборки self-

, основанную на «эффекте Узо», для формирования

нанокапсул из наноразмерных неорганических соединений. Как наномраморы

, так и нанокапсулы демонстрируют интересную электрокаталитическую активность

в отношении расщепления воды в мягких условиях

. В частности, формирование кластера в нанокапсулы

значительно увеличивает HER.

Подтверждение

Авторы благодарят платформы ScanMat, THEMIS (TEM), SIR

(Raman) и Caphter (люминесценцию), а также C.Ройланд.

Thierry Roisnel из CDIFX благодарит за помощь в сборе данных дифракции рентгеновских лучей на монокристаллах

и В. Гарсиа за графическое 3D-моделирование

. Этот проект был инициирован Ф.С.

Примечания и ссылки

1

R. Ramirez-Tagle, R. Arratia-Pérez, Chem. Phys. Lett., 2008,

460

, 438.

2

K. Kirakci, P. Kubát, M. Dušek, K. Fejfarová, V. Šícha, J. Jiří, K.

Lang, Eur.J. Inorg. Chem., 2012,

19

, 3107.

3

C. Neaime, M. Amela-Cortes, F. Grasset, Y. Molard, S.

Cordier, B. Dierre, M. Mortier, T. Takei, K. Takahashi, H.

Haneda, et al., Phys. Chem. Chem. Phys., 2016,

18

, 30166.

4

S. Akagi, S. Fujii, N. Kitamura, Dalton Trans., 2018,

47

, 1131.

5

K Costuas, A. Garreau и др., Phys.Chem. Chem. Phys., 2015,

17

, 28574.

6

C. G. Morales-Guio, X. Hu, Acc. Chem. Res., 2014,

47

, 2671.

7

Воротникова Н.А., Воротников Ю.А. и др., Неорг. Chem.,

2018,

57

, 811.

8

Евтушок Д.В., Воротникова Н.А. и др., New J. Chem., 2017,

41

, 14855.

9

Д.В. Евтушок, А.Р. Мельников и др., Dalton Trans., 2017,

46

,

11738.

10

P. Bauduin, S. Prevost, P. Farràs, F. Teixidor, O. Diat, T Zemb,

Angew. Chem. Int. Ed., 2011,

50

, 5298.

11

KL Thompson, M. Williams, SP Armes, J. Colloid Interface

Sci., 2015,

447

, 217.

12

С. Кордье, Ф. Грассе, Ю. Молард, М. Амела-Кортес, Р.

Boukherroub, S. Ravaine, M. Mortier, N. Ohashi, N. Saito, H.

Haneda, J. Inorg. Органомет. Polym. Mater., 2015,

25

, 189.

13

Y. Molard, Acc. Chem. Res., 2016,

49

, 1514.

14

Б. Ян, Х. Чжоу, А. Лачгар, Неорг. Chem., 2003,

42

, 8818.

15

M. A. Moussawi, N. Leclerc-Laronze и др., J. Am. Chem. Soc.,

2017,

139

, 12793.

16

Соловьева А.О., Воротников Ю.А. и др., J. Mater. Chem. Б,

2016,

4

, 4839.

17

Н.А. Воротникова, М.В. Еделева, О.Г. Курская, К.А. Брылев,

А.М. Шестопалов, Ю.В. Миронов, А.Ю. Сазерленд, М.А. Polym. Int., 2017,

66

, 1906.

18

K. Kirakci, V. Šícha, J. Holub, P. Kubát, K. Lang, Inorg.Chem.,

2014,

53

, 13012.

19

Е.В. Свеженцева, А.О. Соловьева и др., New J. Chem.,

2017,

41

, 160003

20

K. Kirakci, J. Zelenka, M. Rumlová, J. Martinčík, M. Nikl, T.

Ruml, K. Lang, J. Mater. Chem. B, 2018,

6

, 4301.

21

E. Lepeltier, C. Bourgaux, P. Couvreur, Adv. Препарат Делив. Ред.,

2014,

71

, 86.

22

L. Leclercq, A. Mouret, S. Renaudineau, V. Schmitt, A. Proust,

V. Nardello-Rataj, J. Phys. Chem. B, 2015,

119

, 6326.

23

A. Prasetyanto, A. Bertucci, D. Septiadi, R. Corradini, P.

Castro-Hartmann, L. De Cola, Angew. Chem. Int. Ed., 2015,

55

, 3323.

24

B. Naskar, O. Diat, V. Nardello-Rataj, P. Bauduin, J. Phys.

Chem. C, 2015,

119

, 20985.

25

F. Sciortino, G. Casterou, P.-A. Элиат, М.-Б. Troadec, C.

Gaillard, S. Chevance, ML Kahn, F. Gauffre, ChemNanoMat,

2016,

2

, 796.

26

F. Sciortino, M. Thivolle, ML Kahn, C . Gaillard, S. Chevance,

F. Gauffre, Soft Matter, 2017,

13

, 4393.

27

F. Ganachaud, JL Katz, ChemPhysChem, 2005,

6

, 209.

28

Обер Т., Бурель А., М.-А. Эсно, С. Кордье, Ф. Грассе, Ф.

Кабельо-Уртадо, Дж. Азар. Mater., 2012,

219–220

, 111.

29

K. Kirakci, P. Kubát, J. Langmaier, T. Polívka, M. Fuciman, K.

Fejfarová, K. Lang, Dalton Trans., 2013,

42

, 7224.

30

K. Kirakci, P. Kubát, M. Kučeráková, V. Šícha, H. Gbelcová, P.

Lovecká, P. Grznárová, T .Ruml, K. Lang, Inorganica Chim.

Acta, 2016,

441

, 42.

31

S. Anantharaj, SR Ede, K. Sakthikumar, K. Karthick, S.

Mishra, S. Kundu, ACS Catal., 2016,

6

, 8069.

32

M. Feliz, M. Puche, P. Atienzar, P. Concepción, S. Cordier, Y.

Molard, ChemSusChem, 2016,

9

, 1963

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку "Назад" и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Вольтамперометрическое определение анетола на La2O3 / CPE и BDDE

В этой работе было представлено определение DPV анетола с использованием различного углерода двух диаметров (1.5 и 3 мм), то есть BDD, GC, CP и CP, легированные наночастицами La 2 O 3 и CeO 2 . La 2 O 3 / CPE, насколько нам известно, был предложен впервые. Циклические вольтамперограммы подтвердили полностью необратимый процесс электроокисления электродов, контролируемый диффузией, в котором принимают участие два электрона. Наиболее удовлетворительная чувствительность 0,885 ± 0,016 мк А / мг л −1 в 0,1 моль л −1 ацетатный буфер был получен для La 2 O 3 / CPE с коэффициентом корреляции r из 0 .9993, а для BDDE - 0,135 ± 0,003 мк А / мг л -1 с r 0,9990. Самый низкий предел обнаружения 0,004 мг л -1 был достигнут на La 2 O 3 / CPE (3 мм), что можно сравнить с наиболее чувствительными конъюгированными методами, но в предлагаемом подходе пробоподготовка отсутствует. и разделение аналитов было необходимо. Анетол успешно определялся в специально приготовленных этанольных экстрактах травяных смесей различного состава, имитирующих настоящие продукты.Предложенная процедура была проверена при анализе коммерческих продуктов, то есть эфирного масла аниса, которое содержит большую концентрацию анетола, и алкогольных напитков, таких как Metaxa, Ouzo и Rakija, в которых рассматриваемый аналит присутствует в следовых количествах. Структура и свойства рассмотренных нанопорошков и графитовых паст исследованы методами EDX, SEM и EIS.

1. Введение
1.1. Анетол: свойства, применение и методы определения

Анетол - анисовая камфора, параграф -метоксифенилпропен, номер CAS: 104-46-1 - представляет собой бесцветный кристаллический ароматический аналог терпеноида с характерным сладким вкусом и приятным ароматом. во многих эфирных маслах, полученных из растений, принадлежащих к семейству Apiaceae , таких как анис ( Pimpinella anisum ), звездчатый анис ( Illicium verum ), фенхель ( Foeniculum vulgare ), лакрица ( Glycyrr581), и тмин ( Carum carvi ) [1–4] (Таблица 1).Он встречается в природе в форме двух изомеров: транс - (номер CAS: 4180-23-8) и цис - (номер CAS: 25679-28-1), где, естественно, транс -изомер намного больше чаще встречается [4–7].

906 [7] 10- транс

Тип растений Страна происхождения Часть растений Метод получения масла и анализ Содержание анетола в масле (%) Ссылка

Фенхель Бразилия Семя Экстракция сверхкритической жидкостью (SFE), GC-MS 11.0–47,4- транс [1]
Звездчатый анис Индия Фрукты Дистилляция в аппарате типа Клевенджера, ГХ-МС 1,07- цис
75,62- транс
Анис Германия Посевной материал Дистилляция в аппарате типа Клевенджера, ГХ-МС 0,14- цис

38

[8]
Тмин В разных странах Европы Фрукты Паровая дистилляция, GC-FID 0–2.2- транс [9]

38

Горький апельсин Кожура Дистилляция в аппарате Клевенджера, ГХ-МС 2.3- транс [10]

Благодаря приятным органолептическим свойствам и сладкому вкусу эфирные масла, содержащие анетол, веками использовались в парфюмерной, фармацевтической и спиртовой промышленности [1–6, 11, 12].В фармацевтических целях очень важны свойства анетола, такие как эстрогенное действие, депрессивное действие на центральную нервную систему, психолептическое, инсектицидное, бактерицидное, антиканцерогенное, противовоспалительное и анестетическое действие [1–6, 11, 12]. Бактерицидные свойства анетола из-за отсутствия свободной фенольной группы слабее, чем у их природного аналога - эвгенола (рис. 1) [6]. В спиртовой промышленности анетол присутствует в различных типах алкогольных напитков на основе аниса, фенхеля или солодки, в основном в абсенте, пастизе, узо, ракии и метаксе [6, 12].Кроме того, некоторые спирты должны содержать точно указанное количество анетола; Например, Pastise содержит 1,5–2,0 г л –1 этого соединения [12]. Итак, точное определение содержания анетола - один из важных этапов производства напитков.

Среди количественных методов анализа анетола в различных матрицах (таблица 2) доминируют хроматографические методы. Вольтамперометрические методы используются для оценки антиоксидантных свойств соединений, содержащих анетол [13], и могут быть полезны при классификации алкогольных напитков [14]; Поэтому разработка метода определения анетола представляется оправданной и интересной.

- 38 Напитки Aniseed

Тип матрицы Аналитический метод Диапазон линейности (мг л -1 ) LOD (мг L -1 ) 5 LOQ 1 ) Trans -anethole конц. (мг л -1 ) Ссылка

Эфирное масло фенхеля ВЭЖХ 10–100 0,95 3.0 0,2–30,5 [15]
Эфирное масло фенхеля ГХ-МС 10–550 0,002 0,006 0,16-40 [15]
ВЭЖХ 2–16 0,0023 0,0077 125–4040 [16]
Сыворотка крови человека HS-SPME-GC-MS 0,002 9036 0,006 0,0053 0.0054–0.0176 [17]

В данной работе мы представляем возможность определения trans -анетола методом дифференциальной импульсной вольтамперометрии (ДПВ). Различные углеродные электроды, а именно: стеклоуглеродный электрод (GCE), электрод из легированного бором алмаза (BDDE), электрод из углеродной пасты (CPE), электрод из углеродной пасты, легированный оксидом церия (IV) (CeO 2 / CPE) и Использовали и испытывали электрод из углеродной пасты, легированный оксидом лантана (III) (La 2 O 3 / CPE).После определения аналитических параметров метода и оптимизации, количественные и качественные анализы анетола были применены в четырех специально приготовленных травяных матрицах, подобных напиткам, содержащим анетол, и в различных коммерчески доступных продуктах природного происхождения.

Полученные результаты являются многообещающими и могут быть использованы для определения анетола в различных матрицах без разделения аналитов или пробоподготовки.

2. Экспериментальная
2.1. Измерительная аппаратура и программное обеспечение

Для всех вольтамперометрических измерений использовали многоцелевой электрохимический анализатор M161 с электродной стойкой M164 (оба MTM-ANKO, Польша). Применялась классическая трехэлектродная кварцевая ячейка объемом 10 мл. В качестве рабочих электродов использовались различные углеродные сенсоры: стеклоуглеродный электрод (BASi, ϕ = 3 мм и самодельный, ϕ = 1,5 мм), электрод, легированный бором и алмазом (Windsor Scientific, ϕ ). = 3 мм), электрод из углеродной пасты, электрод из углеродной пасты, легированный оксидом церия (IV), и электрод из углеродной пасты, легированный оксидом лантана (III).Электроды из углеродной пасты были изготовлены в нашей лаборатории. Также использовались электрод сравнения с двойным переходом Ag / AgCl / KCl (3 M) со сменным внешним переходом (2,5 M KNO 3 ) и платиновая проволока в качестве вспомогательного электрода. Окружающая температура составляла ок. 23 ° С. Программное обеспечение MTM-Anko EAPro 1.0 позволяет проводить электрохимические измерения, сбор данных и обработку результатов.

Спектроскопия электрохимического импеданса проводилась с использованием частотного анализатора (модель Solartron FRA 1260), соединенного с диэлектрическим интерфейсом (модель 1296).Морфологию поверхности электродного материала наблюдали с помощью сканирующего электронного микроскопа сверхвысокого разрешения с автоэлектронной эмиссией (излучатель FEG-Шоттки; Nova NanoSEM 200, FEI Europe BV) в сотрудничестве с анализатором EDAX EDS.

2.2. Электроды с углеродной пастой, легированные La
2 O 3 и CeO 2

Электроды на основе углерода полезны для вольтамперометрического определения широкого спектра аналитов в жидких растворах. Более того, их эксплуатационные свойства могут быть улучшены за счет легирования модификаторами оксидов металлов.Сообщалось об использовании различных легирующих оксидов для модификации углеродных электродов [18–22]. Согласно литературным данным, добавление контролируемых количеств оксида церия (IV) к материалу стеклоуглеродных электродов привело к значительному повышению чувствительности, селективности, воспроизводимости и времени отклика при амперометрическом количественном определении эвгенола [22].

В данной работе впервые представлены экспериментальные данные, полученные с использованием электродов из графитовой пасты, легированных оксидом лантана, применяемых в вольтамперометрическом анализе.Угольные пасты готовили путем ручного смешивания достаточного количества порошка графита и порошка оксида редкоземельного элемента с парафиновым маслом с использованием пестика и ступки в течение по меньшей мере 30 минут в случае каждой партии. Нанопорошки оксида лантана (III) (99,99%) и оксида церия (IV) (99,9%) были предоставлены Acros Organics. Соотношение использованного парафинового масла и графитового порошка было определено на основании литературных обзоров, а также нашего опыта, чтобы получить электроды, характеризующиеся высокой химической и механической стабильностью при работе в жидких растворах.После стояния в течение ночи полученные гомогенные пасты были набиты в лунки рабочих электродов на глубину 2 мм с двумя разными диаметрами (1,5 и 3 мм). Корпус рабочего электрода представлял собой тефлоновую трубку со стержнем из нержавеющей стали диаметром 1,5 мм, выполняющим роль электрического контакта. Для обеспечения необходимой гладкости электродов рабочие поверхности лоб электродов полировали на бумаге для печати или папиросной бумаге.

Количество использованных реагентов, детали приготовленных электродов и паст представлены в таблице 3.

906 % La 2 O 3 / CPE 30%

Электрод Диаметр электрода (мм) Состав Паста этикетка Весовое соотношение ингредиентов порошка
1,5 2 г графита, 1,5 мл парафинового масла, 0,5 г CeO 2 PCe20-5 0,2 CeO 2 –0,8 графит
3
La 905 3 / CPE 20% 1.5 2 г графита, 1,5 мл парафинового масла, 0,5 г La 2 O 3 PLa20-2 0,2 La 2 O 3 –0,8 графит
3 39
1,5 2 г графита, 1,5 мл парафинового масла, 0,857 г La 2 O 3 PLa30-3 0,3 La 2 O 3 –0,7 графит
3
La 2 O 3 / CPE 40% 1.5 2 г графита, 1 мл парафинового масла, 1,333 г La 2 O 3 PLa40-4 0,4 La 2 O 3 –0,6 графит
3
2.3. Химия и посуда

В качестве фонового электролита в нашей лаборатории были приготовлены буферы с другим pH (из реагентов, чистых для анализа, POCH, Польша): ацетатный буфер - смесь уксусной кислоты и ацетата натрия; Буфер Бриттона-Робинсона - смесь борной кислоты, фосфорной кислоты, уксусной кислоты и гидроксида натрия; Фосфатный буфер Соренсена - смесь гидрофосфата натрия и дигидрофосфата натрия; аммиачный буфер - смешайте аммиак и хлорид аммония.В качестве стандартного раствора использовали транс -анетол (аналитический стандарт, Sigma-Aldrich). 1 µ л раствора содержит 3,48 µ г транс -анетола. Реагенты, используемые для определения воздействия мешающих факторов, включают 99% эвгенол (Reagent Plus, Sigma-Aldrich), 99% карвакрол (пищевой, Sigma-Aldrich), ≥98,5% тимол (чистый, Sigma-Aldrich) и цинк, свинец, кадмий, висмут, алюминий, таллий, хром и ванадий (все металлы от Certipur, Merck). Другими химическими веществами были 95% этанол (пищевой, Polmos, Польша) и 0.1 моль л -1 раствор серной кислоты (чистая для анализа, POCH, Польша) для активации электрода BDD. Все используемые реагенты были приготовлены на четвертичной дистиллированной воде (две последние ступени из кварца). Стеклянную посуду сначала погружали в 6 М азотную кислоту, а затем многократно ополаскивали дистиллированной водой.

2.4. Образцы

Для проверки возможности определения анетола в травяных матрицах A , B и D были приготовлены три раствора. Также была протестирована матрица C , не содержащая анетола.Состав и приготовление матриц имитировали различные напитки, содержащие анетол. Каждую матрицу готовили путем заливки этанолом (95%, пищевой сорт) соответствующей травяной композиции и пятидневной мацерации смеси. По истечении этого времени каждая матрица была исправлена ​​один раз.

Анетол был также определен в коммерчески доступных продуктах, таких как анисовое масло (KEJ, Польша), Efe Rakija (Турция), Ouzo Typnaboy (Греция) и Metaxa (Греция).

Были испытаны три независимых образца одного и того же типа.

2.5. Стандартная процедура вольтамперометрических измерений

Измерения проводились с использованием дифференциальной импульсной вольтамперометрии (DPV). Перед каждой серией измерений поверхность электрода BDD активировали 15 минут в 0,1 моль л растворе серной кислоты -1 потенциалом 2400 мВ. Перед каждой калибровкой поверхность БДДЭ дополнительно обновлялась потенциалом 1500 мВ и выдержкой 30 с в фоновом электролите. GCE активировали полировкой полировальным порошком MicroPolish Alumina 0.05 мкм м (Бюлер, США).

Исследование анетола проводилось в разных фоновых электролитах в зависимости от используемого рабочего электрода: 0,1 М ацетатный буфер с pH 3, 4, 5 или 6; Буфер Бриттона – Робинсона с pH 2 и 3; 0,1 М фосфатный буфер Соренсена с pH 6, 7 и 8; или 0,1 М аммиачный буфер с pH 9 и дистиллированной водой, что дает общий объем 5 мл, заполняющий кварцевую вольтамперометрическую ячейку. Наилучшие результаты были получены при фоновом электролите, состоящем из 5 мл 0.1 М ацетатный буфер с pH 6. Объем добавленного стандартного раствора анетола составлял 1–5 мк л.

Раствор в ячейке перемешивали (примерно 500 об / мин) с помощью магнитной мешалки. Затем, после периода покоя 5 с, в окне потенциалов регистрировались дифференциальные импульсные вольтамперограммы: 0–1200 мВ (BDDE), 500–1300 мВ (CPE, La 2 O 3 / CPE, CeO 2 / CPE) и 600–1200 мВ (GCE). Другие стандартные экспериментальные параметры были следующими: потенциальный шаг E с = 5 мВ; импульсный потенциал dE = 50 мВ; и время потенциального шага = 40 мс (время ожидания 20 мс + время выборки 20 мс).

Все эксперименты проводились при 23 ° C. Все эксперименты проводили в трех повторностях.

3. Результаты и обсуждение
3.1. Углеродные электроды в определении анетола

Целью исследования было выяснить, могут ли электроды из углеродной пасты, легированные двумя новыми оксидами редкоземельных элементов, быть полезными при вольтамперометрическом определении анетола. Для сравнения использовались коммерчески доступные и популярные датчики. Четко выраженный пик анетола DPV (рис. 2) был получен на различных углеродных электродах, то есть на стеклоуглероде, легированном бором алмазе, углеродной пасте и углеродной пасте, легированной оксидом лантана (III) и оксидом церия (IV). которые были рассмотрены в данной работе.Положение пика наблюдалось между 965 и 1155 мВ (таблица 4, второй столбец). Анодный сдвиг (150–200 мВ) потенциала окисления анетола был получен для углеродной пасты и двух электродов, модифицированных наночастицами, по сравнению с GCE и BDDE, что подтверждает более низкую скорость переноса на CPE и наночастицах / CPE.

5 9038 9038 9038 905 905 3 / CPE 40%

Электрод Положение пика анетола (мВ) a ± SD a ( µ a ( µ ) -680 9058 9058 A / мг 9058 ± SD b ( µ A) r LOD (мг L -1 )

, Диаметр электрода 7 мм.07 мм 2
BDDE 965 0,135 ± 0,003 0,050 ± 0,013 0,9990 ± 0,013 0,9990 906 0,024 9003 0,031 ± 0,046 0,9995 0,011
CPE 1155 0,546 ± 0,036 -0,068 ± 0,083 0,9936 0,006
0,006 Cee 1125 0.341 ± 0,009 -0,060 ± 0,021 0,9989 0,010
La 2 O 3 / CPE 20% 1095 0,885 ± 0,016 0,03 906 0,006 0,03
Диаметр электрода 1,5 мм, площадь 1,77 мм 2
GCE 970 0,022 ± 0,001 0051 0,9989 0,148
CPE 1110 0,111 ± 0,004 -0,005 ± 0,043 0,9983 0,030
CeO ± 0,008 -0,054 ± 0,080 0,9978 0,014
La 2 O 3 / CPE 20% 1080 0,449 ± 0,033 033 0,449 ± 0,021 90,058 ± 0,069959 0,007
La 2 O 3 / CPE 30% 1095 0,350 ± 0,016 -0,039 ± 0,035 0,99533 0,009
0,009
1100 0,332 ± 0,010 0,029 ± 0,110 0,9980 0,010

базовая процедура, специально спроектированная для количественного анализа, предшествовавшая количественному анализу. (Рисунок 3).Первым шагом предлагаемого подхода было вычитание экспериментальной базовой линии, полученной для фонового электролита. Далее была использована типичная аппроксимация полиномом 2-й степени. Эти два шага были необходимы, потому что форма фона сильно отличалась от полиномиальной функции.

Аналитические параметры определяли и испытывали для двух групп электродов (таблица 4), то есть диаметром 3 мм (геометрическая площадь 7,07 мм 2 ) и диаметром 1.5 мм (геометрическая площадь 1,77 мм 2 ). После обработки сигнала была замечена линейная зависимость между пиковым током и концентрацией анетола в диапазоне 0,7–17,5 мг л –1 . Как правило, пастообразные электроды характеризовались большей чувствительностью и более низким пределом обнаружения по сравнению с BDDE и GCE. Однако повторяемость сигнала для последующих концентраций аналита была превосходной для последнего (CV <1%).

Самая высокая чувствительность 0.89 µ А / мг л −1 среди рассмотренных электродов получено на углеродной пасте, легированной 20% наночастиц оксида лантана (III), с коэффициентом корреляции r 0,9993 (для усредненных сигналов для каждого концентрации) и самый низкий предел обнаружения 0,004 мг л -1 . Чувствительность к анетолу на электроде, легированном 20% наночастиц оксида церия (IV) ( ϕ = 3 мм), была даже ниже (0,34 µ А / мг л -1 ), чем полученное контрольное значение. на CPE (0.55 µ А / мг л -1 ). Наименьшая чувствительность в группе сенсоров диаметром 3 мм была получена на BDDE (0,14 мк А / мг л -1 ), что составило ок. В 6 раз меньше, чем на Ла 2 О 3 / CPE. С учетом сенсоров диаметром 1,5 мм наивысшая чувствительность 0,45 µ А / мг л −1 была получена на CeO 2 / CPE. Для CPE, легированного CPE и La 2 O 3 , повторяемость сигнала зависела от процента (мас. / Мас.) Добавленных наночастиц и находилась на уровне 5–8% (CV), когда нанопорошок добавление было ниже 20%.При добавке более 20% повторяемость сигнала быстро ухудшалась (CV> 10%), и поэтому эти электроды не рассматривались в дальнейших испытаниях. Электроды CP, легированные CeO 2 , также не показали удовлетворительной повторяемости сигналов, зарегистрированных для каждой концентрации. Также было замечено, что увеличение добавления наночастиц оксида лантана (III) снижает чувствительность к анетолу.

Для дальнейшего детального анализа был выбран La 2 O 3 / CPE ( ϕ = 3 мм) в качестве датчика с наибольшей чувствительностью к анетолу и для сравнения был выбран BDDE, который является надежным после соответствующей активации.Вольтамперограммы и калибровочные линии для анетола в диапазоне концентраций от 1,39 до 6,96 мг / л -1 , полученные на указанных двух датчиках, представлены на рисунке 2 (б).

3.2. Эффекты вспомогательного электролита

Существует несколько способов, которыми система растворителей вспомогательного электролита может влиять на массоперенос, электронную реакцию (перенос электронов) и химические реакции, которые связаны с переносом электронов. В качестве поддерживающего электролита для исследования поведения аналита в диапазоне pH от 2 применялись 4 различных буфера (ацетатный, Бриттона – Робинсона, фосфатный и аммиачный).От 0 (буфер BR) до pH 9,0 (аммиачный буфер). Лучшие параметры - повторяемость, чувствительность, предел обнаружения и благоприятное соотношение между сигналом и базовой линией - были получены с использованием ацетатного буфера; поэтому эффект pH был тщательно протестирован в диапазоне pH, типичном для этого электролита, то есть от 3,0 до 6,0. В рассмотренных фоновых электролитах имеется сильнокислый pH (буфер Бриттона – Робинсона, pH 2,0), нейтральный pH (фосфатный буфер, pH 7,0) и щелочной pH (фосфатный буфер, 8,0; аммиачный буфер, pH 9).0) исследуемый аналит не показал адекватной аналитической чувствительности и воспроизводимости.

На рис. 4 представлено влияние pH ацетатного буфера на анетоловый вольтамперометрический сигнал. Четко выраженный пик ДПВ наблюдался во всем диапазоне рассматриваемых значений pH, то есть 3,0–6,0. Для BDDE положение пика изменилось в диапазоне от 950 до 990 мВ без явного изменения максимального тока. Для La 2 O 3 / CPE токи пиков окисления снизились до pH 5,0, а затем увеличились.Потенциал окисления анетола снизился с 1180 мВ до 1080 мВ при увеличении pH. Дальнейшие эксперименты проводились при pH 6, поскольку менее положительное положение пика, равное 1080 мВ, больше подходит для окисления. Чувствительность в этом случае также была ок. На 44% больше по сравнению с лучшим вариантом, полученным при другом pH.

3.3. Параметры электроокисления анетола на BDDE и La
2 O 3 / CPE

Вольтамперометрическое поведение анетола на двух угольных электродах, то есть на BDD и La 2 O 3 на электродах, модифицированных , в 0.1 моль л ацетатный буфер -1 с pH 6,0 был исследован путем записи циклических вольтамперограмм (CV) с использованием скоростей сканирования 0,025, 0,05, 0,1, 0,2, 0,25 и 0,5 В · с -1 . Было замечено, что анетол необратимо окисляется на этих электродах (рис. 5), что подтверждается отсутствием катодной ступеньки на обратной ветви CV. Модификация СР-электрода наночастицами La 2 O 3 приводит к анодному сдвигу потенциала окисления анетола примерно на 10%.200 мВ. Влияние скорости развертки потенциала в диапазоне 0,025–0,5 В с -1 на вольтамперометрическое поведение анетола также представлено на рисунке 5. Токи окисления анетола были пропорциональны корню квадратному из скорости развертки потенциала (1). , подтверждая, что электрохимический процесс контролируется диффузией [23].

Кроме того, натуральный логарифм пикового тока анетола (ln i p ) увеличивается линейно с натуральным логарифмом скорости сканирования (lnν) в исследуемом диапазоне скорости развертки потенциала, и описывается уравнение регрессии. by

Значение наклона ниже теоретического значения 0.5, что еще раз подтверждает диффузионную природу пика окисления анетола [23]. Наблюдалась линейная зависимость между окислительным потенциалом E p и ln ν , подтверждающая полностью необратимые электродные процессы:

В этом случае количество электронов, участвующих в реакции, можно рассчитать согласно [24] где α предполагается равным 0,5 для полностью необратимого электродного процесса. E p - E p /2 составляет 53 мВ для BDDE и 59 мВ для La 2 O 3 / CPE.Следовательно, количество электронов, участвующих в процессе окисления анетола, равно n α до 2,22 для BDDE и 2,47 для La 2 O 3 / CPE, что хорошо согласуется со значениями, указанными ранее [25] . На рис. 6 представлено предположение об электродной реакции.


3.4. Исследование методами энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии и сканирующей электронной микроскопии

Химический состав паст, используемых для создания CPE и La 2 O 3 / CPE, был проанализирован с помощью EDX.Спектр EDX для нелегированной углеродной пасты (рис. 7 (а)) подтвердил присутствие углерода в качестве доминирующего элемента и небольшого количества кислорода. Спектр EDX для углеродной пасты, легированной оксидом лантана (III) (рис. 7 (b)), подтвердил присутствие элементов углерода, лантана и кислорода.

Морфология поверхности CPE и La 2 O 3 / CPE наблюдалась с помощью SEM. Тест SEM показал, что паста из нелегированного угля характеризовалась поверхностью, образованной чешуйками графита неправильной формы (Рисунки 8 (a) и 8 (b)).Поверхность углеродной пасты, легированной La 2 O 3 , более пористая, неоднородная и неровная, чем поверхность нелегированной углеродной пасты (рисунки 8 (c) и 8 (d)). Это говорит о том, что присутствие молекул La 2 O 3 в углеродной пасте значительно увеличивает морфологическую структуру материала, что облегчает процесс переноса электронов на границе раздела электрод-раствор, обеспечивая лучшую чувствительность и более высокую повторяемость вольтамперометрического сигнала. .

3.5. Применение спектроскопии электрохимического импеданса

Электрические свойства экспериментального набора, состоящего из исследуемого электрода из углеродной пасты и электрода сравнения Ag / AgCl / KCl, погруженного в раствор, содержащий аналит, определяли методом спектроскопии электрохимического импеданса (EIS). Измерения проводились при комнатной температуре в диапазоне частот 0,1–10 МГц и амплитуде синусоидального сигнала напряжения 20 мВ. Экспериментальные данные анализировали с помощью программы ZView (версия 2.2, Scribner Associates, Inc.), что помогло определить оптимальные параметры эквивалентных схем.

Сравнение спектров Найквиста, полученных для трех различных электродов из углеродной пасты, приведено на рисунке 9. В каждом случае спектр состоял из полукруга, видимого в высокочастотном диапазоне, и шпоры на средних и низких частотах. Электрические эквивалентные схемы были подогнаны под экспериментальные данные. Спектры были проанализированы последовательно соединенными двумя параллельными схемами замещения, состоящими из резисторов (R) и элементов постоянной фазы (CE), а также дополнительного элемента постоянной фазы, необходимого для моделирования паразита на низких частотах.Схема использованной эквивалентной модели изображена на вставке к рис. 9. Смоделированные спектры показаны сплошной черной линией и хорошо согласуются с экспериментальными данными, представленными точками. Полукруглые участки спектров на высоких частотах в каждом случае выглядят одинаково. Ход указанной части спектра зависит от электрода сравнения и раствора, использованного при измерениях. Следовательно, параметры R1 и CE1 имеют близкое значение (Таблица 5). Различия в ходе спектра в средней и низкочастотной частях указывают на то, что это связано с электродными свойствами углеродной пасты.На основании проведенного анализа существует сильная связь между применимыми свойствами электрода из углеродной пасты и величиной сопротивления, проявляемой на среднечастотных фрагментах спектров. В частности, наибольшее значение сопротивления R2 имеет электрод, модифицированный оксидом лантана (III), а электрод без добавления оксида редкоземельного элемента - наименьшим значением этого параметра. Соответственно, чем ниже значение CE-T-2, тем лучше рабочие характеристики электрода. Наиболее существенные различия в поведении исследуемых электродов видны в низкочастотной части спектра.Это отражено, в частности, в элементе CE3. Значение CE-T-3, определенное для нелегированного электрода, на порядок выше, чем для электродов, модифицированных оксидами редкоземельных металлов. Причем параметр n 3 для КПЭ несколько выше, чем для легированных электродов, и близок к 1, что указывает на более сильные емкостные свойства нелегированного графита, чем у электродов, модифицированных оксидами лантана и церия.


9 6 –10 2 Гц)

Диапазон частот Параметр Электрод
CPE CeO 2 906 / CPE 906 905
Высокий (10 6 –10 7 Гц) R1 / Ω 18,248 15,680 16,751
CE-T-1 / S 905 .850 × 10 −10 6.262 × 10 −10 5.009 × 10 −10
n 1 0,720 0,750 0,777
R2 / Ω 1.857 × 10 6 2.272 × 10 6 6.027 × 10 6
CE-T-2 / Ss n 7,05 × 10 −7 2.65 × 10 −7 1,21 × 10 −7
n 2 0,875 0,841 0,857
Низкое (10

905 2 Гц )

CE-T-3 / Ss n 1,03 × 10 −6 6,66 × 10 −7 5,81 × 10 −7
9038 3 0,940 0,765 0,881

3.6. Помехи

Для оптимизации процедуры определения анетола были протестированы такие параметры, как потенциальное окно, потенциальный шаг, потенциальный импульс и время потенциального шага. Критериями оптимизации были повторяемость, чувствительность метода и благоприятное соотношение между сигналом и базовой линией. Было замечено, что стартовый потенциал не влияет на пик анетола. С учетом всех критериев выбранные условия эксперимента: шаг потенциала 5 мВ, импульс потенциала 50 мВ и время шага потенциала 40 мс (т.е.е., время ожидания 20 мс + время выборки 20 мс).

В качестве возможных помех используются ионы металлов, таких как Zn (II), Pb (II), Cd (II), V (III), Bi (III), Al (III), Tl (I) и Cr (III) и были протестированы органические соединения, такие как эвгенол, карвакрол и тимол, которые могут присутствовать в растениях и продуктах биологического происхождения, в которых также присутствует анетол. Концентрация ионов металлов находилась в диапазоне 1,4–14 мг л –1 на 13,92 мг л –1 анетола, который присутствовал в измеряемом растворе.Положение пика анетола не перемещалось, а также не наблюдалось никаких дополнительных пиков. Однако влияние анализируемых ионов на высоту пика анетола после добавления металлов было заметным: изменение для сигнала анетола BDDE находилось в диапазоне 93–99%, а для La 2 O 3 / CPE находился в диапазоне от 82 до 127% (таблица 6). Больший разброс чувствительности в последнем случае может быть связан с химическими реакциями между ионами металлов и активными наночастицами оксида лантана (III), что может вызвать изменение количества активных центров на поверхности электрода.

906D / CPE 20% 1 038 9033 95 1,00600

6

6 93 1,2 32 1,09 20: 5

Интерферент Пропорция анетол: интерферент i анетол + интерферент / i

Ионы металлов
Zn 2+ 20: 0 1,00 1.00
20: 2 0,99 1,02
20: 10 0,99 1,21
20: 20 0,99 6 1,27 6 20: 0 1,00 1,00
20: 2 0,99 1,07
20: 10 0,98 1,12
2063396 1,15
Pb 2+ 20: 0 1,00 1,00
20: 2 0,99 1,04
20: 20 0,98 1,13
V 3+ 20: 0 1,00 1,00
20: 2
20: 10 0,99 0,88
20: 20 0,99 0,82
Bi 3+ 20: 0
20: 2 0,99 1,02
20: 10 0,98 1,04
20: 20 0,96 1,22
1.00 1,00
20: 2 1,00 1,02
20: 10 0,99 1,02
20: 20 0,99 20: 0 1,00 1,00
20: 2 0,98 0,99
20: 10 0,95 0,91
0,90
Cr 3+ 20: 0 1,00 1,00
20: 2 0,99 1,12
20: 20 0,95 1,23
Органические соединения
Эвгенол 20: 0 1,00
20: 1 1,19 1,14
20: 2 1,46 1,14
20: 5 1,90
1,00 1,00
20: 1 1,11 1,11
20: 2 1,16 1,21
1 1,26
Carvacrol 20: 0 1,00 1,00
20: 1 1,23 1,09
9038
2,00 1,04

В рассматриваемом ацетатном буфере (pH 6.0) и потенциальной области, где был зафиксирован пик анетола. Концентрация добавленных веществ находилась в диапазоне 0,7–3,5 мг л –1 на 13,92 мг л –1 анетола. Присутствие в растворе биологических соединений вызывало в экспериментах с БДДЭ повышение чувствительности до 100%. Эта величина связана с изучением эффекта карвакрола при 4-кратном превышении анетола. Упомянутые помехи могут способствовать передаче заряда между анализируемым веществом и электродом.В случае измерений на La 2 O 3 / CPE добавление 3 биологических соединений приводило к изменению амплитуды сигнала в диапазоне 84–126%.

3,7. Определение анетола в растительных матрицах и коммерческих продуктах

Поскольку анетол содержится в пищевых продуктах (напитки, растительные масла и настойки) и травах, таких как анис, звездчатый анис, фенхель, лакрица и тмин, проблема определения анетола в специально приготовленных рассмотрены травяные матрицы.Состав этих смесей, который имитирует реальные коммерчески доступные продукты, представлен в Таблице 7. Важно, что некоторые матрицы содержат анетол, а другие не содержат этого аналита, и он был добавлен на стадии исследований по извлечению. Концентрация анетола в матрицах A , B и D находилась на уровне 0,1–1,6 г л –1 (табл. 7). Самая высокая концентрация была в самой сложной смеси B , а самая низкая - в D , где только один компонент содержал анетол.Наблюдалось значительное снижение чувствительности метода по сравнению с измерениями только в фоновом электролите. Уменьшение составило 73% ( матрица B ) в случае BDDE и до 66% ( матрица D ) в случае La 2 O 3 / CPE. Примерные вольтамперограммы, записанные на La 2 O 3 / CPE в случае определения анетола в матрице D , представлены на Фигуре 10 (а).

9602 .

3 ± 0,19 BDE 2 O 3 / CPE: 0,102 ± 0,024

938 9389 листья

Матричная этикетка Состав травяной смеси Количество этанола для мацерации В матрице может находиться анетол Анетол конц.± SD (г л -1 )

A Фрукты аниса 7,5 г 25 мл Да
Плоды звездчатого аниса 2,5 г
B Листья иссопа 2,125 г BDDE: 1.63 ± 0,07
La 2 O 3 / CPE: 1,61 ± 0,19
Корень сладкого флага 0,45 г
Листья мелиссы 1,5 г
Фрукты аниса 7,5 г
Плоды звездчатого аниса 2,5 г
Плоды фенхеля 6,25 г
Фрукты кориандра 0,76 г Листья полыни 7.5 г 50 мл Нет BDDE La 2 O 3 / CPE
D Листья полыни 92 7,592 г BDDE: 0,500 ± 0,005
La 2 O 3 / CPE: 0,475 ± 0,033
Листья иссопа 2,125 г
Корень сладкого флага

38

0,45 г
1.5 г
Плоды фенхеля 6,25 г
Плоды кориандра 0,75 г

Матрица C не содержала определяемой концентрации анетола; поэтому этот аналит был добавлен к травяному экстракту, и был изучен процент восстановления (таблица 8).Используя BDDE, была успешно определена концентрация анетола 3,5–10,5 мг. Л –1 с извлечением 101–108%. La 2 O 3 / CPE позволил определить 1,4–4,2 мг л –1 анетола с извлечением 95–100%. Коэффициент корреляции r в каждом случае был больше 0,995. Наличие травяной матрицы C привело к значительному снижению чувствительности метода, т.е. 30% в случае BDDE и даже 50% в случае La 2 O 3 / CPE.



БДДЭ 3 мм ± 0,003 0,0633 2,7

Электрод Добавлен (мг L -1 ) a ± SD a ( µ L A µ L ) b ± SD b ( µ A) Найдено ± SD (мг L −1 ) Извлечение (%) r
3.48 0,0939 ± 0,04 0,3460 ± 0,05 3,68 ± 0,70 105,87 0,9951
6,96 0,0973 ± 0,03 0,6859 ± 0,06 903 0,6859 ± 0,06 0,6859 ± 0,06
10,44 0,0963 ± 0,04 1,0814 ± 0,02 11,22 ± 0,61 107,51 0,9987
La 2 O 3 / CPE 3 мм
0,4306 ± 0,02 0,5995 ± 0,11 1,39 ± 0,19 100,02 0,9951
2,78 0,435 ± 0,003 1,186 ± 0,001 1,186 ± 0,001
4,18 0,4409 ± 0,01 1,8124 ± 0,01 4,11 ± 0,07 98,45 0,9999

9000 были доступны другие продукты.Были выбраны некоторые объекты исследования, в которых указанный аналит присутствует в очень низких и очень высоких концентрациях. Измерения проводились без пробоподготовки или экстракции анетола. Соответствующий объем образца добавляли непосредственно в электрохимическую ячейку. Было обнаружено (Таблицы 9 и 10), что в эфирном масле аниса концентрация анетола составляла прибл. 570 г L -1 , в то время как в алкогольных напитках, таких как Metaxa, Ouzo и Rakija, это было ок. 0,13–0,21 г л –1 .Результаты, полученные с использованием обоих электродов, были совместимыми. При уровне достоверности 95% рассчитанные значения Стьюдента t для повторных измерений каждого образца (таблица 10) с использованием обоих изготовленных датчиков не превышали теоретическое значение (2,7765), что указывает на то, что полученные результаты существенно не отличаются. Тест F не выявил значительной разницы между стандартными отклонениями двух наборов повторных измерений для каждого образца. Примерные вольтамперограммы, записанные на La 2 O 3 / CPE в случае определения анетола в Узо и Раки, представлены на Фиг.10 (b) и 10 (c).

b b ± 0,963 ± 0,06 6903 9031 9038 9038

9038

6 6

9038

905

В данной работе предложена чувствительная, быстрая и удобная DPV-процедура определения анетола, не требующая пробоподготовки и разделения аналита даже в случае сложных матриц.Кроме того, было доказано, что различные углеродные электроды, то есть BDD, GC, CP и CP, легированные наночастицами La 2 O 3 и CeO 2 , чувствительны к анетолу, и предложенные аналитические стратегии удовлетворяют типовые критерии валидации. При записи циклических вольтамперограмм было замечено, что процесс электроокисления носит полностью необратимый характер, контролируемый диффузией, в которой принимают участие два электрона.

Наиболее чувствительным электродом оказался La 2 O 3 / CPE с 20% наночастиц в графитовой пасте (мас. / Мас.).По нашим сведениям, это первое литературное сообщение о применении такого датчика. Чувствительность, полученная в экспериментах DPV, реализованная с помощью оптимизированных параметров в 0,1 моль л. -1 ацетатного буфера, была для La 2 O 3 / CPE диаметром 3 мм, равной 0,885 ± 0,016 мк А / мг л -1 с коэффициентом корреляции r , равным 0,9993, и пределом обнаружения 0,004 мг / л -1 , в то время как для серийно выпускаемого датчика BDDE он был равен 0.135 ± 0,003 µ А / мг л -1 с r 0,9990.

Работа выбранных электродов проверялась с использованием специально приготовленных экстрактов этанола на травах, содержащих и не содержащих анетол. В последнем случае извлечение было проверено стандартным методом добавления. Анетол также был успешно определен в коммерчески доступных продуктах, таких как эфирное масло аниса, которое содержит большую концентрацию анетола, и в алкогольных напитках, таких как Metaxa, Ouzo и Rakija, в которых рассматриваемый аналит присутствует в следовых количествах.Результаты, полученные для La 2 O 3 / CPE и BDDE, были статистически согласованными с уровнем достоверности 95%.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации этой статьи.

Благодарности

Работа поддержана Национальным научным центром Польши (проект № 2015/19 / B / ST5 / 01380).

LCC CNRS - Публикации

2021

Насралла, Х.О., Мин, Ю., Лерайер, Э., Нгуен, Т. - А., Пуансо, Д., Роджер, Дж., Брандес, С., Хайнц, О., Роблин, П., Жолибуа, Ф. , Poteau, R., Coppel, Y., Kahn, ML, Gerber, IC, Axet, MR, Serp, P., & Hierso, J. - C. (2021). Нанокатализаторы для высокоселективной циклизации енинов: окислительная реорганизация поверхности сеток наночастиц золота размером менее 2 нм. JACS Au , 1 (2), 187–200.

2020

Асси, Х., Кок, К., Кюр, Дж., Кастеру, Г., Кастелло Люкс, К., Коллиер, В., Вендье, Л., Фау, П., Мараваль, В., Фаджерверг, К., Шабаль, Ю. Дж., Шовен, Р., и Кан, М. Л. (2020). Реорганизация фоточувствительного карбобензольного слоя в нанокатализаторе триптиха с увеличением фотокаталитического производства водорода из воды. Внутр. J. Hydrogen Energy , 45 (46), 24765–24778.

Шампуре, Ю., Спатаро, Г., Коппель, Ю., Гофре, Ф., и Кан, М. Л. (2020). Расшифровка взаимодействий нанокристалл-лиганд: влияние HSAB и pKa в случае люминесцентного ZnO. Nanoscale Adv. , 2 (3), 1046–1053.

Губо, К., Шортино, Ф., Монгин, О., Джарри, У., Бостоен, М., Якобчик, Х., Бурель, А., Дутертр, С., Троадек, М.Б., Кан, М.Л., Шеванс , S., & Gauffre, F. (2020). Эффект Узо: инструмент для создания нанокапсул с высокой полезной нагрузкой. J. Контролируемый выпуск , 324 , 430–439.

Кан, М. Л., Спатаро, Г., Шампуре, Ю., и Коппель, Ю. (2020). Выявление нестабильности стабилизирующего агента в изменении физического состояния гибридного наноматериала. ChemPhysChem , 21 (21), 2454–2459.

Петижан, Х., Лепет, К., Нур, З., Пото, Р., дель Росаль, И., и Бертомье, Д. (2020). Как CuI и NaI взаимодействуют с цеолитом фожазит? Теоретическое исследование. J. Phys. Chem. C , 124 (51), 28026–28037.

Пуйо, М., Лебон, Э., Вендье, Л., Кан, М. Л., Фау, П., Фаджерверг, К., и Лепетит, К. (2020). Топологический анализ взаимодействий Ag – Ag и Ag – N в комплексах-предшественниках амидината серебра с наночастицами серебра. Inorg. Chem. , 59 (7), 4328–4339.

Таакили, Р., Барт, К., Гоффон, А., Лепет, К., Духайон, К., Валяев, Д. А., и Канак, Ю. (2020). Пинцетные комплексы палладия (II) на основе фосфониевого илида с ядром NHC: разница во втором конце илида. Inorg. Chem. , 59 , 7082–7096.

2019

Гарнеро, К., Лепесант, М., Гарсия-Марселот, К., Шин, Ю., Мени, К., Фаргер, П., Варо-Фонроуз, Б., Ареналь, Р., Виау, Г., Соулантика, К., Фау, П., Поведа, П., Лакруа, Л. - М., и Шодре, Б. (2019). Химический порядок в биметаллических наночастицах FeCo: от прямого химического синтеза до применения в качестве эффективных высокочастотных магнитных материалов. Nano Lett. , 19 (2), 1379–1386.

Maiz, J., Loxq, P., Fau, P., Fajerwerg, K., Kahn, ML, Fleury, G., Hadziioannou, G., Guegan, G., Majimel, J., Maglione, M., Родригес, В., и Павлопулу, Э. (2019). Сегнетоэлектричество в нелегированных наностержнях ZnO. J. Phys. Chem. С , 123 (48), 29436–29444.

Palussière, S., Cure, J., Nicollet, A., Fau, P., Fajerwerg, K., Kahn, M. L., Estève, A., & Rossi, C. (2019). Роль алкиламина в стабилизации наночастиц CuO как детерминанта окислительно-восстановительной реакции Al / CuO. Phys. Chem. Chem. Phys. , 21 (29), 16180–16189.

Пуйо, М., Фау, П., Кан, М. Л., Месгуич, Д., Лоне, Дж. - П., и Фаджерверг, К. (2019). Съемный композитный электрод из наночастиц серебра на пленке пиролизного фоторезиста для электровосстановления 4-нитрофенола. Langmuir , 35 (44), 14194–14202.

Таакили, Р., Лепет, К., Духайон, К., Валяев, Д. А., Луган, Н., и Канак, Ю. (2019). Пинцетные комплексы палладия (ii) с C, C, C-NHC, дифосфониевым бис (илидным) лигандом. Dalton Trans. , 48 , 1709–1721.

Zheng, Z., Mounsamy, M., Lauth-de Viguerie, N., Coppel, Y., Harrisson, S., Destarac, M., Mingotaud, C., Kahn, ML, & Marty, J. - D . (2019). Люминесцентные наночастицы оксида цинка: от стабилизации до медленного переваривания в зависимости от характера полимерного покрытия. Polym. Chem. , 10 (1), 145–154.

2018

Бужу, X., Дюге, Э., Гофр, Ф., Генри, К. Р., Кан, М. Л., Мелинон, П., и Равейн, С. (2018). Неизотропная самосборка наночастиц: от компактной упаковки до функциональных агрегатов. Adv. Матер. , 30 (27), 1706558.

Cure, J., Assi, H., Cocq, K., Marin, L., Fajerwerg, K., Fau, P., Beche, E., Chabal, YJ, Esteve, A., & Rossi, C. (2018). Контролируемый рост и прививка наночастиц Au высокой плотности на тонкие пленки оксида цинка с помощью фотоосаждения. Langmuir , 34 (5), 1932–1940.

Cure, J., Piettre, K., Sournia-Saquet, A., Coppel, Y., Esvan, J., Chaudret, B., & Fau, P. (2018). Новый метод металлизации 3D-кремния, индуцированный метастабильными наночастицами меди. Acs Appl. Матер. Интерфейсы , 10 (38), 32838–32848.

Дриско, Г.Л., Гател, К., Фаццини, П. - Ф., Ибарра, А., Мурдикудис, С., Блей, В., Фаджерверг, К., Фау, П., и Кан, М. (2018 г. ). Воздухостойкие анизотропные монокристаллические нанопроволоки никеля, охарактеризованные с помощью электронной голографии. Nano Lett. , 18 (3), 1733–1738.

Fajerwerg, K., Rémita, H., & Pluchery, O. (2018). Наночастицы для активизации взаимодействия между наукой и обществом. Actualité Chimique , 425 , 29–32.

Lebon, E., Fau, P., Comtat, M., Kahn, ML, Sournia-Saquet, A., Temple-Boyer, P., Dubreuil, B., Behra, P., & Fajerwerg, K. ( 2018). Металлоорганическое осаждение наночастиц серебра на золотой подложке на месте и вольтамперометрия прямоугольной формы: высокоэффективная комбинация для наномолярного обнаружения нитрат-ионов в морской воде. Хемосенсоры , 6 (4), 50.

структурных переходов порядок-беспорядок в лабиринтах, построенных испаряющимися каплями, Physical Review Letters

Мы показываем, что испарение растворов поверхностно-активных веществ, заключенных в квазидвумерные пористые среды, создает лабиринтные узоры микронного размера, составляющие стенки лабиринта сантиметрового размера.Эти стенки состоят из твердых отложений, образовавшихся во время высыхания в результате последовательности отдельных скачков Хейнса, происходящих в масштабе пор. Мы рационализируем этот процесс с помощью простых итерационных правил с помощью клеточного автомата, который действует как генератор лабиринта. Эта модель хорошо описывает динамику образования и окончательную структуру экспериментального лабиринта в зависимости от неоднородностей смачиваемости пористой среды и ее геометрии. Кроме того, наши результаты раскрывают решающую роль двух геометрических безразмерных величин, которые контролируют структурный порядок лабиринта.

中文 翻译 :


蒸发 液滴 形成 的 迷宫 中 的 有序 - 无序 结构 转变

我们 表明 , 局限于 准 二维 多孔 介质 中 的 表面 活性 剂 溶液 的 蒸发 产生 了 微米 的 迷宫 图案 , 该 图案 构成 了 一个 厘米 的 壁 这些 的这些 沉积物 是 通过 一系列 在 尺度 上 发生 的 Haines 跳 变 而 形成 的。 我们 将 的 迭代 规则 与 充当 迷宫 生成 器 的 细胞 机 合理化 , 从而多孔 介质 的 润湿 性 异质 性 及其 几何 形状 的 函数 的 实验 迷宫 的 形成 动力学 和 的 发现 揭示 了。

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку "Назад" и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *


Образцы a ± SD a ( µ A / мг L -1 ) SD SD ( µ A) r

BDDE, диаметр электрода 3 мм, площадь 7,07 мм 2
Эфирное масло аниса 0.0293 ± 0,001 0,0667 ± 0,005 0,9967
Метакса 0,0535 ± 0,002 0,0691 ± 0,008 0,9975
Ouzo 0,0633 Raki 0,1068 ± 0,004 0,2216 ± 0,018 0,9967
La 2 O 3 / CPE диаметр, площадь 3 мм, диаметр электрода07 мм 2
Эфирное масло аниса 0,3682 ± 0,018 0,8544 ± 0,078 0,9951
Метакса 0,80616 ± 0,0326 9038 9038 0,80616 ± 0,0326 0,0326 Узо 0,7177 ± 0,020 1,4659 ± 0,067 0,9989
Раки 0,4497 ± 0,010 0,9507 ± 0,034 0,9993 9038
Образцы Anethole конц.± SD / г л −1 F -тест t -тест
BDDE La 2 O 3 / CPE
905 эфирное масло 569,0 ± 62,5 580,00 ± 77,5 1,5376 0,1914
Метакса 0,129 ± 0,019 0,143 ± 0,014 1,8420633 906ZO188 ± 0,022 0,204 ± 0,014 2,4691 1,0627
Раки 0,208 ± 0,025 0,211 ± 0,012 4,3403 0,1874