Что такое УЗО: причины отключения аппарата и способы устранения неполадок

С каждым годом увеличивается количество и разнообразие техники в квартирах и домах. В таких условиях вероятность поражения током или получения различных травм возрастает в разы. Во избежание подобных ситуаций применяются разные устройства — «автоматы» и прочие. Для того, чтобы разобраться, что такое УЗО, стоит внимательно изучить его характеристики и назначение. Если возникает вопрос, для чего нужно УЗО, то в первую очередь этот прибор обеспечивает защиту пользователей от поражения электрическим током.

УЗО в комплекте со шнуром для обычного водонагревателя Источник remont-vodonagrevateley.ru

Принцип действия устройства

В отличие от стандартного «автомата», при установке УЗО к нему подключают два проводника – рабочий ноль и фазу. Если электрический прибор работает без утечек, то сила тока в проводниках должна быть одинаковой. В аварийных ситуациях, когда возникает утечка тока, устройство отключается. В результате электрический прибор оказывается обесточен и прекращает работу. Таким образом УЗО помогает сохранить здоровье и жизнь обычных пользователей.

Вся техника имеет незначительную утечку тока. Но обычно ее уровень недостаточный, чтобы причинить вред здоровью человека. Все УЗО настроены на тот уровень электрической энергии, которая представляет опасность для людей или приведет к нарушению работы электрических приборов.

Скорость автоматического отключения такова, что ребенок, который засунул в розетку гвоздь даже не испытает неприятных ощущений – устройство автоматически отключит питание во всем доме.

УЗО разрабатываются в соответствии с ГОСТ 31603-2012

Устройства защитного отключения переносные бытового и аналогичного назначения, управляемые дифференциальным током, без встроенной защиты от сверхтоков (УЗО-ДП). Общие требования и методы испытаний

В отличие от автомата, защитное отключение размыкает цепь сразу же, как только напряжение попадает на корпус — это стало решающим фактором для его установки.

Николай

Защита все-таки нужна

Применение низкого напряжения или использование гальванической развязки не очень удобный способ защиты человека, поэтому применяются только в узких областях, там где иначе никак. А как же защитить человека от поражения электрическим током не сильно изменяя существующие электросети? Идея проста и гениальна — нужно анализировать дифференциальный ток.

Дифференциальный ток — это разница в токах меж двух проводников, например меж фазным, уходящим в нагрузку и нулевым, возвращающимся из нагрузки. Появление ощутимого дифференциального тока в цепи чаще всего ненормально, и лучше отключить цепь, вдруг ток утекает в землю через человека? Это как сравнивать расход теплоносителя в батарею и из батареи отопления. Если в батарею уходит 100 л/мин и возвращается 100 л/мин то система герметична. Если в батарею подается 100 л/мин, а возвращается по какой то причине только 98 л/мин, то 2 литра куда-то вытекает!

В идеальном мире, нам достаточно поставить устройство, контролирующее сам факт появления дифференциального тока. Если все в порядке — то дифференциального тока нет. Если же ток появился — отключаем нагрузку. Но в реальном мире, к сожалению, дифференциальный ток (ток утечки) появляется в устройствах даже если все исправно, поэтому придется пойти на компромисс и выбрать некоторую пороговую величину дифференциального тока, превышение которой будет вызывать отключение.

Поставим себя на место инженеров начала 20 века и попробуем изобрести устройство обнаружения дифференциального тока. Нам нужно обнаружить появление утечки величиной 30 мА, поскольку при меньших утечках, даже если она проходит через человека, особой опасности для жизни нет.

Первая конструкция — два одинаковых электромагнита, друг напротив друга, занимаются перетягиванием якоря. Протекающий в нагрузку и из нагрузки ток, протекая через обмотки, создает магнитное поле, тем сильнее, чем больше ток. Если в цепи нет утечек, то токи через электромагниты равны, магнитное поле они развивают одинаковое и якорь стоит на месте. Если в цепи у нас есть утечка, то ток через один из электромагнитов будет меньше (ток нагрузки — ток утечки), чем через второй (ток нагрузки), якорь перетянется и разомкнет контакты.

Теоретически схема рабочая, но чересчур капризная — требовала очень точного изготовления электромагнитов и тонкой настройки механики. Поэтому инженеры стали думать, как избавиться от лишней механики. Так пришли к современной схеме с трансформатором:

На замкнутом магнитопроводе делают две обмотки, включенные в противофазе, и третью обмотку для привода соленоида. Если токи через первую и вторую обмотку равны, то равны и магнитные поля, и так как они направленны навстречу друг другу, то и суммарный магнитный поток через третью обмотку будет равен нулю. Если же есть утечка, токи становятся неравны, и через третью обмотку начнет циркулировать магнитное поле пропорциональное этой разнице. А где есть переменное магнитное поле — там есть индукция и возбуждается ток. Если его достаточно для срабатывания соленоида — то якорь высвободит защелку и отключит цепь.

Гениальное в своей простоте и надежности устройство. Правда дешевым оно не получилось — механика все-равно оказалась нежной и капризной, шутка ли — обнаружить 30 мА разницу при номинальном токе 16А, это все равно, что расслышать писк мыши на фоне грохота поезда. Вот так выглядит УЗО электромеханическое:

Затем сделали модернизацию — выкинули нежную, дорогую и габаритную механику и поставили электронный усилитель, ток с обмотки дифференциального трансформатора усиливается специальной микросхемой, и уже она подает напряжение на соленоид размыкания. Такие УЗО получились компактнее и значительно дешевле.

А теперь внимание, важный момент, что будет при коротком замыкании в нагрузке? Ничего! Так как условия для срабатывания нет — разницы токов на входе в УЗО и на выходе из УЗО нет. Провода накалятся до красна, изоляция стечет на пол, а УЗО не отключится, поскольку не имеет защиты от сверхтока. Поэтому УЗО без встроенной защиты от сверхтока ВСЕГДА применяется в паре с автоматическим выключателем или с плавким предохранителем. Путем скрещивания УЗО и автоматических выключателей производители вывели гибрид — АВДТ (автоматический выключатель дифференциального тока), который чаще на жаргоне называют диффавтоматом, такое устройство самодостаточно и наличия дополнительного автоматического выключателя не требует.

Изобретенное УЗО отлично работало, если бы не распространение полупроводниковых устройств. Очень многие устройства стали преобразовывать внутри себя напряжение и род тока — делать из переменного тока постоянный, потом снова переменный, иногда другой частоты или величины. Из-за этого стали возможны всяческие неприятные особенности, например если в устройстве на корпус замкнет одну из линий с постоянным током, то ток утечки будет пульсирующим — в землю будут уходить только положительные полуволны тока. Обычное УЗО в таких случаях может не сработать. Для таких случаев разработали специальные УЗО рассчитанные срабатывать не только при синусоидальной форме тока утечки, но и при постоянном пульсирующем токе утечки и назвали их тип А. А старые УЗО, срабатывающие только на переменный ток, назвали тип АС. А для совсем уж неприятных случаев (например пробой цепей после силовых ключей в преобразователях с высокими частотами преобразования) придумали тип В. Наиболее наглядно разницу меж типов УЗО демонстрирует вот эта картинка из немецкой википедии:

Для обеспечения селективности, при последовательном соединении УЗО, создали специальные селективные варианты, часто с обозначением S или G в названии. Они имеют встроенную задержку на несколько десятков-сотен миллисекунд. Так, если на вводе в дом стоит селективное УЗО, а на этажном щитке неселективное, то при замыкании напряжения на корпус стиральной машины, сначала сработает неселективное УЗО на этаже, пока селективное дает задержку. Если по окончании задержки дифференциальный ток не исчез — сработает селективное УЗО. Про селективность я писал в посте про предохранители (ССЫЛКА). Селективность не зависит от номинального порогового дифференциального тока, то есть при пробое на корпус сработают сразу и УЗО на 30 мА и УЗО на 100 мА, поэтому и пришлось возиться с задержкой.

А теперь, когда стало понятно КАК работает УЗО самое время сказать про заземление, будет ли работать УЗО, если в розетках нет заземляющего контакта? Будет! С той лишь разницей, что если у стиральной машинки будет пробой на корпус в сети с заземлением — УЗО отключится сразу, так как дифференциальный ток будет огромным (уйдет с корпуса в заземляющий проводник). А вот если в сети нет заземления, стиральная машинка будет, как партизан в кустах, стоять с напряжением 230В на корпусе, и УЗО отключится только когда ток будет протекать через человека. То есть наличие заземления повышает безопасность, но не является обязательным условием для функционирования УЗО.

Причины автоматического отключения УЗО

Прежде, чем приступать к ремонту, стоит выяснить, почему срабатывает УЗО. Причин этого явления может быть несколько, и именно от них зависит способ и стоимость ремонта.

• Утечка тока в сети. Такая проблема часто встречается в зданиях со старой проводкой. Изоляционное покрытие со временем теряет свою эластичность, трескается, и проводка на некоторых участках оголяется. Если проводку проложили недавно, стоит проверить качество соединения проводов. Иногда нарушить слой изоляции может случайно забитый гвоздь. Обычный автомат на утечки тока не реагирует, поэтому УЗО призвано обеспечить надлежащую защиту.
• Неисправность прибора, к которому подключается УЗО. Среди повреждений наиболее часто встречаются выход из строя шнура, обмотки двигателя или ТЭНа водонагревателя.
• Ошибка при установке. Если устройство установить некорректно, то автоматика может периодически срабатывать без причины. Прежде, чем монтировать устройство, стоит внимательно изучить инструкцию или воспользоваться услугами специалиста.

• Неправильный выбор устройства. При покупке агрегата важно учесть все его характеристики и назначение. Несоответствие этим параметрам может стать причиной ложного отключения.
• Прикосновение человека к проводу без изоляции. На самом деле это устройство предназначено именно для того, чтобы защитить человека в таких ситуациях.
• Повреждения в самом механизме. Иногда повреждается спусковой механизм, и при самой маленькой вибрации срабатывает автоматическое отключение.
• Неправильное размещение устройства в электропроводке. Для избежания подобной проблемы, стоит монтировать устройство после счетчика и перед автоматом. Если в доме много электроприборов с большой мощностью, то следует использовать несколько устройств для каждой группы. Это позволит при неполадках не отключать электроэнергию во всем доме, а только на отдельных участках.
• Согласно правилам ПУЭ, заземление и рабочий ноль нельзя совмещать. Но, иногда электрики не принимают во внимание этот запрет. Может возникнуть замыкание этих двух линий, что станет причиной автоматического выключения УЗО.

Устанавливать обычные автоматы не в пример проще. Для монтажа защитного отключения пришлось обращаться к специалистам.

Василий

• Погодные явления. Автомат, который установлен на улице поддается влиянию влаги. В результате во внутреннем механизме накапливается влага, возникает утечка, и срабатывает автомат. Если в доме есть незначительные утечки тока, то молния во время грозы может их усиливать. Это тоже является причиной автоматического отключения. При очень низких температурах микросхемы устройства могут выйти из строя, и УЗО просто не сработает в случаях утечки тока.
• Высокий уровень влажности в помещении. Если установленную проводку попытались скрыть с помощью шпаклевки, то подключать электричество следует после высыхания, иначе может сработать защитная автоматика.

КАК ПРАВИЛЬНО ПОДКЛЮЧИТЬ УЗО В ЧАСТНОМ ДОМЕ

Схемы подключения УЗО в частном доме ничем не отличаются от схем для квартиры, дачи и пр.

Они приведены на соответствующих страницах этого сайта, но для удобства я продублирую их в этом материале.

Подключение УЗО без заземления, если его правильно выполнить, в частном доме не менее эффективно, чем при наличии заземляющей шины (рис. 1).

В этом случае нужно использовать розетку с контактом заземления, который подключить отдельным проводом в точку А, обязательно перед автоматом защитного отключения и на нулевой провод.

В этом случае при подключении в розетке устройства с утечкой на корпус (естественно, оно должно иметь соответствующую вилку), часть тока пойдет в обход нулевого проводника мимо УЗО, что вызовет его срабатывание.

Обратите внимание – защита сработает даже при отсутствии прикосновения в корпусу неисправного прибора

– в этом несомненный плюс такой схемы.

Подключение без заземления можно упростить (схема на рис.2).

В этом случае защита сработает при прикосновении человека к корпусу, на который попадает фаза. Утечка пойдет через тело, что неприятно. Но если утечка небольшая, то, возможно вы даже ничего не заметите.

Как обнаружить участок, в котором есть утечка

Для того, чтобы выяснить причину, почему выбивает УЗО, следует совершить следующие действия:

1. Тщательно проверить правильность подключения. Ошибки при монтаже являются главными причинами срабатывания автоматики.
2. Для проверки каждого участка или электрического прибора, следует отключить автоматы и защиту на каждой линии: кухня, ванная, осветительные приборы, техника.
3. При работающих автоматах необходимо включить защиту от утечек. Если при работающем изделии выбивает УЗО, значит есть нарушения в работе механизма. Если автоматическая защита не сработала, значит следует проверить следующие механизмы.
4. Для проверки целостности электропроводки, необходимо отключить от питания все электрические приборы в доме, и включить вводной автоматподключить электричество. Если УЗО срабатывает, значит проблема в электропроводке. Если все работает в обычном режиме, значит причина в технике.

Где используется противопожарное защитное устройство

Противопожарные УЗО применяются для защиты от возгорания в многоквартирных домах. Жильцы устанавливают защитное устройство в свои распределительные щиты на вводе в квартиру. При этом УЗО по требованиям энергоснабжающей организации устанавливается после прибора учета. За редким исключением используют стандартные противопожарные устройства с током утечки до 100 мА. Для средней квартиры с современной проводкой такой номинал является оптимальным.

Другая сфера применения противопожарного УЗО — это защита для частного дома из древесины. Материал стен здесь принципиален. Дерево в большей степени подвержено горению. Оно обладает меньшим удельным сопротивлением, чем бетон. Поэтому в доме из дерева риск возникновения пожара из-за проблем с проводкой на порядок выше, чем в бетонном здании. Соответственно УЗО для построек из натуральных материалов гораздо актуальнее, чем для кирпичных или бетонных.

УЗО может использоваться и в составе более сложных систем пожаротушения. Например, в сочетании с противопожарным оборудованием таких компаний как AAB Technology.

Устранение неполадок

Путем проверки каждого отдельного прибора можно выяснить, какой из них имеет неисправность. При подключении к УЗО неисправной техники автоматически сработает защита. Наиболее часто возникают нарушения в работе стиральных машин, электрических духовок и водонагревателей. Для решения этой проблемы не стоит самостоятельно вскрывать технику. Чтобы устранить поломку, стоит обратится в сервисный центр или вызвать специалиста на дом.

Если проблема в старой электропроводке, то зачастую ее приходится менять полностью. Если линии проложены недавно, значит стоит искать ошибки в соединениях, подключении проводов или слабых автоматах. Необходимо проинспектировать распределительные коробки, розетки. Если срабатывает автоматика при включении освещения, то причина может быть в самом осветительном приборе. Также не стоит пренебрегать проверкой кабеля по всей линии. Если в помещении открытая проводка, это облегчает задачу. Для диагностики закрытой проводки, следует использовать специальный прибор. Он помогает найти место обрыва кабеля.

В офисе по ряду причин пришлось делать открытую проводку. По настоящему я ей обрадовался, когда пришла пора расширяться — оказалось, что автоматы и дополнительные линии можно добавить без особых проблем.

Алексей

Назначение и принцип работы УЗО в картинках

Устройство защитного отключения относится к токовым защитам и занимает второе место за автоматическим выключателем по обеспечению безопасности. Оно уже спасло здоровье многим людям, предотвратило электрические травмы.

Необходимость использования УЗО подтверждена требованиями времени, диктуется правилами электрической безопасности.

Как работает защитное отключение при образовании тока утечки

Орган сравнения фаз контролирует величину векторов входящего и выходящего токов по проводникам потенциалов фазы и нуля, постоянно сравнения их магнитные потоки.

Если величина второго вектора уменьшилась больше допустимого значения уставки, то делается вывод о возникновении неисправности. От появившегося тока утечки автоматически отключаются силовые контакты.

Дополнительное назначение устройства: предотвращение пожара здания вследствие нарушения диэлектрических свойств изоляции, создающего случайные пути аварийных токов.

Дифференциальный орган работает во всех системах заземления здания. Однако наиболее корректная и безопасная ситуация создается в схемах TN-S и TN-C-S, ТТ с дополнительной заземляющей магистралью РЕ.

Здания со старой системой заземления TN-C загрубляют чувствительность органа сравнения.

Электрические схемы УЗО: 2 варианта для квартиры и дома

Защита выпускается готовыми модулями для установки на Din рейку с возможностью монтажа в однофазной или трехфазной проводке.

Схема подключения однофазного УЗО

В сеть 220 вольт включают модуль на две магистрали тока с потенциалами фазы и нуля.

Схема внутренней конструкции защиты печатается прямо на корпусе, приводится в документации. Провод приходящей фазы подключается сверху на клемму №1, а с клеммы №2 идет к потребителям.

Потенциал нуля подводится на верхнюю клемму N, а снимается с нижней. Менять эти правила подключения нельзя: иначе орган сравнения фаз не сможет работать правильно, произойдут ложные срабатывания.

Схема подключения трехфазного УЗО

Три входных фазных проводника монтируют поочередно к верхним клеммам №1, 2 и 3. Снизу модуля с клемм №2, 4 и 6 их снимают и направляют к потребителю. Потенциал нуля подводят сверху к клемме “N”, снимают с нижней.

Различные производители конструктивно располагают магистраль рабочего нуля справа или слева от магистралей фаз. Все эти вариации показаны схемой-картинкой на корпусе защиты.

Магистрали фаз допустимо менять между собой местами, но их нельзя путать с линией тока нуля. К ней подключена обмотка кнопки проверки “Тест”. При ее нажатии защита станет работать не правильно.

Особенности выбора УЗО

Прежде, чем приступать к выбору УЗО, следует определить тип электрической проводки, проанализировать эксплуатационные особенности помещения и подобрать схему подключения устройства для защиты.

В продаже есть УЗО с различным предельным значением дифференциальных токов. Каждое устройство имеет свое предназначение. Для использования в быту используются приборы с уровнями 10 мА, 30 мА, или 100 мА. Для защиты жилых зданий или офисов обычно этого достаточно.

Стандартный вариант устройства не способен отключить силовые контакты если сеть перегружена, или предохранить проводку от возникновения коротких замыканий. Для избежания неприятных ситуаций стоит дополнить защиту автоматическими включателями или другими защитными механизмами.

Также каждый покупатель должен знать как проверить УЗО. Для этой цели каждый прибор имеет тестовую кнопку. При ее нажатии происходит утечка тока, и силовые контакты должны автоматически отключатся.

Как защищает УЗО

В быту ток не может «протекать» через воздух. Ток может «течь» только по частям приборов, которые потенциально могут проводить ток. Как правило, такими токопроводящими частями становятся металлические корпуса приборов. Возникновение этого тока, УЗО обнаруживает и при достижении определенного значения, УЗО срабатывает и разрывает потенциально опасную, для человека, электрическую цепь. Такая защита УЗО называется, защитой от косвенного прикосновения. Для защиты от косвенного прикосновения и нужно устройство защитного отключения (УЗО) с низкой и средней чувствительностью.

Статьи по теме: Электроизоляционные материалы: ткани и листы

Кроме защиты от косвенного прикосновения, УЗО дополнительно защищает человека и от прямого прикосновения к токопроводящим частям, находящимся под напряжением. То есть, если вы прикоснетесь к проводу или элементу проводки находящемуся под напряжением, то сработает УЗО установленное в эту цепь. Правда, для этого должно стоять высокочувствительное УЗО и у нас такое назначение УЗО не практикуется.

Кроме защиты людей и животных от косвенного и/или прямого прикосновения, УЗО ограничивает риск пожара в помещении. Отключая цепь от электропитания при возникновении тока повреждения изоляции, УЗО прерывает саму возможность возгорания прибора в месте повреждения.

Выводы

Похожее

Виды УЗО

Большой выбор приборов часто приводит покупателя в замешательство. Каждое устройство отличается техническими параметрами, которые стоит учитывать при покупке. Их невозможно изменить или настроить в процессе эксплуатации, поэтому лучше сразу приобретать устройство с нужными техническими характеристиками.

• Скорость автоматического отключения. Обычный бытовой прибор срабатывает мгновенно. Но существуют многоуровневые системы, где важно последовательное отключение. Для таких случаев приобретают селективные УЗО, которые отключают силовые контакты с некоторой задержкой.

• Вид тока. Есть два типа приборов – АС и А. Первый тип отключается, если обнаруживается утечка переменного тока, а второй – если есть проблемы с постоянным и переменным током. В промышленности используются УЗО с обозначением В. Они пригодны для постоянного и выпрямленного тока. Также на маркировке может добавляться буквы S или G. Они указывают на задержку отключения.
• Вид реле. Существуют электронные и электромеханические варианты. Электромеханические реле разрывают контакты механическим способом, а в электрических вариантах питание прекращается с помощью полупроводниковых систем.

Характеристики УЗО

• Производитель.
• Наименование модели. В данном случае буквы «ВД», в названии модели, означают «Выключатель Дифференциальный».
• Рабочий ток. Максимальная величина тока, который данное УЗО может коммутировать. Другими словами, если на линии, которое защищает УЗО с рабочим током 25А будет нагрузка 30А, устройство выйдет из строя.
• Параметры электрической сети. Здесь указываются два основных параметра под которые рассчитанное данное устройство: напряжение – 230В и частота – 50Гц. Это стандартные характеристики для бытовой электросети в России.
• Ток утечки. Величина тока утечки, при котором сработает УЗО.
• Тип УЗО. В данном случае это устройство «АС», для переменного тока. Подробнее все типы мы рассмотрим далее.
• Рабочий температурный диапазон. От -25 до +40 градусов Цельсия.
• Номинальный условный ток короткого замыкания. Это величина возможного тока при КЗ, которое сможет выдержать УЗО без потери работоспособности, если будет защищена автоматическим выключателем соответствующего номинала.
• Схема устройства УЗО. В зависимости от производителя, маркировки на устройствах могут незначительно отличаться, добавляться или убираться некоторые характеристики. Но основа везде одинакова и такие важные показатели как рабочий ток и ток утечки, указываются всеми и всегда.

Особенности выбора УЗО, подключенного к водонагревателю

В бытовых условиях используются накопительные и проточные электрические водонагреватели. Использование прибора, наряду с автоматом предохраняет технику от утечки тока или возникновения возгорания. УЗО для водонагревателя устанавливают непосредственно перед самим прибором, и через него проходит электрическая энергия, питающая технику. В случаях утечки тока устройство улавливает изменения и автоматически отключает систему питания. Для этого прибор оборудован специальными датчиками и переключателями.

Согласно требованиям безопасности УЗО, установленное на водонагреватель необходимо дополнить заземлением. Также для предохранения техники от перегрУЗОк или коротких замыканий, бойлеры дополнительно оснащают дифавтоматами.

Схемы подключения однофазного УЗО: 3 варианта использования в квартире

Модуль защиты в квартирном щитке может монтироваться на:

Вводное УЗО: защита всей проводки в квартирном щитке

Устройство защитного отключения на вводе в квартиру устанавливают непосредственно за счетчиком и вводным автоматическим выключателем.

Пример расположения модулей защит, показанных на фотографии электрического щитка, дополняет поясняющая схема. Для ее ввода используется обычный автоматический выключатель однофазного исполнения.

Он разрывает только потенциал фазы аварийного тока. Это вполне приемлемо для обеспечения большинства задач, которые стоят в вопросах безопасности бытовой проводки.

Схема с двухполюсным автоматом ввода создается по такому же принципу за исключением того, что потенциал нуля проходит через его вторую магистраль на вход вводного УЗО.

После выхода с устройства защитного отключения потенциал нуля подключают к отдельной изолированной шинке N. С нее выполняют разводку по жилам кабелей к потребителям.

Защитные магистрали РЕ проводника монтируются с помощью собственной шинки PE. На нее подключается соответствующая жила от вводного кабеля и собираются отходящие магистрали ко всем потребителям без каких-либо разрывов.

Технические характеристики УЗО: номинальный ток и величина утечки — как правильно выбрать для вводного модуля

2 перечисленных параметра заложены заводом в конструкцию любого модуля. Изменить их после его приобретения мы не сможем. Поэтому важно их правильно выбирать до покупки.

Номинальный ток и уставка срабатывания утечки маркируются прямо на корпусе защиты.

Как выбрать УЗО по номинальному току

Эта величина характеризует силу тока, которую способны нормально выдерживать внутренние цепи блока без повреждения, например, со значением 40 ампер, как показано на картинке.

Если через внутреннюю схему защиты пойдет больший ток, то он просто спалит обмотки, провода, изоляцию. Это допускать нельзя.

Каждое устройство защитного отключения подключают через индивидуальный автомат с меньшим номинальным током на одну ступень стандартного ряда.

По этому принципу для верхней схемы выбран автомат с током 32 А для вводного УЗО на 40 ампер. Его уставка по нагрузке короткого замыкания и перегрузу спасает наш модуль от выгорания при любой аварии.

Стоимость дифавтомата несколько выше, чем составляющих УЗО и автомата вместе, но его применение экономит место в квартирном щитке, что часто бывает вполне обоснованно.

Как выбрать УЗО по току утечки

Практически через любой слой изоляции протекают токи. Просто у материалов с высокими диэлектрическими свойствами они очень малы из-за высокого электрического сопротивления.

Поврежденная изоляция обладает низкой ограничивающей способностью. Через нее протекают токи повышенной величины.

ПУЭ регламентирует суммарный ток утечки (дифференциальный) сквозь изоляцию. Он никогда не должен превышать безопасную для человека величину.

Существуют специальные лабораторные приборы, которые позволяют измерить ток утечки через изоляцию электропроводки. Когда они отсутствуют, то выполняют приблизительный расчет по предложенной методике.

Для обычных помещений выбирают устройство защитного отключения с безопасным дифференциальным током 30 мА. Во влажной среде, характерной для ванной комнаты или кухни во время приготовления пищи, его величина снижается до 10 или 6 мА.

На вводе в здание допустимо ставить устройство защитного отключения с номиналом 100 мА.

Вводное УЗО на 100, 300 или 500 мА не способно спасти человека от получения электрической травмы. Его задача: предотвратить пожар из-за возгорания электрической проводки.

УЗО для ванной: пример выбора модуля защиты на один потребитель

Вариант размещения защитного отключения внутри квартирного щитка показан фотографией ниже.

Схема подключения модуля защиты для одной отдельной линии (ванная комната) с расположением магистралей фазы и нуля показана более подробно на общей картинке для квартирной проводки.

Автоматический выключатель этой магистрали, как и остальных, запитан от сборки за вводным автоматом.

Обращаю внимание, как здесь подключена шинка рабочего нуля и ее отличия от способа, выбранного для схемы с вводным модулем.

Рабочий ноль подводится от вводного кабеля непосредственно к счетчику, а с него отводится на шинку N. С нее выполняется разводка ко всем потребителям кабелями отходящих линий.

К розеткам ванной комнаты рабочий ноль подается через отдельный силовой контакт нашей защиты.

Монтаж шинки PE выполняется по предыдущему варианту без изменений.

В этой схеме внутренняя конструкция модуля защищена от превышения номинального тока (16 ампер) собственным автоматическим выключателем (номинал 10 А).

Групповое УЗО: экономная защита нескольких отходящих линий

Устанавливать индивидуальный модуль к каждому отдельному потребителю — наиболее оправданное решение в вопросах обеспечения безопасности и поиска места возникшей неисправности.

Однако такая схема монтажа самая затратная и дорогая. Она требует использования довольно вместительного квартирного щитка и большого количества модулей УЗО или дифференциальных автоматов. На их покупку уходит много денег.

Групповое УЗО позволяет их экономить. Его просто подключают к нескольким отходящим линиям, располагая отдельным блоком перед индивидуальными автоматическими выключателями.

Внутри квартирного щитка их удобно монтировать отдельными группами. Этот прием обеспечивает наглядность при эксплуатации и ремонте.

Схема подключения группового УЗО к нескольким отходящим линиям изображена ниже.

Здесь защиту группового модуля по величине номинального тока 50 ампер выполняет автомат ввода 40А.

У подобной схемы начинающие электрики выполняют ошибочный расчет, подбирая номинальный ток группового УЗО как сумму номиналов подключенных нагрузок.

Например, на схеме все потребители запитаны через автоматы на 32, 25 и 16 ампер. Общая их сумма составляет 32+25+16=73. Искать защиту с таким номиналом или большим бессмысленно.

Этот вопрос решается проще: вводной автомат в этой квартирной проводке уже выбран на 40 ампер. Большие токи он обязан отключать, одновременно защищая групповое УЗО.

Поэтому его номинал вполне достаточно выбрать на одну ступень больше из стандартного токового ряда: 50 ампер.

Отличия конфигурации цепей рабочего нуля для схемы группового УЗО

Рассматриваемая схема объединила оба рассмотренных выше варианта формирования цепочек для подключения к шинке N:

Монтаж шинки РЕ и проводов к ней не меняется.

Дополнительные функции УЗО

Для защиты жизни и здоровья человека используются приборы, которые улавливают утечку тока 30 мА и 10 мА. Все УЗО, которые имеют высшие показатели защиту человеческой жизни не обеспечивают. Очень часто в многоступенчатых схемах применяются противопожарные УЗО в качестве первой ступени защиты. Это противопожарные УЗО, которые установлены на утечку тока от 100 мА до 300 мА.

Их устанавливают в распределительных щитах на каждом этаже, или в учетных щитах. Они выполняют функцию защиты вводного кабеля и линий потребителей, не имеющих отдельной защиты. Также эти устройства являются дополнительной защитой на случай неисправности нижестоящего устройства или автомата.

Для того, чтобы противопожарные устройства успешно выполняли свою функцию, следует устанавливать приборы разной чувствительностью к току и неодинаковым временем срабатывания автоматической защиты.

Даже если не собираетесь прямо сейчас устанавливать ничего кроме автоматов, советую взять щиток побольше — если в будущем придется усиливать цепь, или добавлять ещё контуры, то пригодится.

Кирилл.

Номинал противопожарного УЗО

Выбор противопожарного УЗО для защиты дома связан с необходимостью отключения питания при появлении тока утечки сразу в нескольких линиях. При этом утечка в каждом отдельном кабеле может быть небольшой, но общий ток при этом составляет значительную величину. Например, подобная ситуация возникает при высокой влажности в ванной комнате или затоплении квартиры соседями с верхнего этажа.

Кроме того, параметры противопожарного УЗО должны обеспечивать отсутствие срабатываний при отключении одного из защитных устройств, расположенных ближе к месту аварии. Этим требованиям отвечает двух- или трёхступенчатая система защиты, в которой ток уставки каждой следующей ступени выше, чем предыдущей.

Информация! Номинальный ток УЗО определяется вводным автоматическим выключателем и должен быть равен или больше номинального тока автомата.

Проверка УЗО на исправность

Для того, чтобы быть уверенным в исправности прибора, его следует проверять не только перед установкой, но и в процессе эксплуатации, примерно раз в месяц. Чтобы узнать, как проверить УЗО на работоспособность, следует ознакомится с инструкцией.

На каждом приборе есть большая тестовая кнопка. Ее нажатие имитирует аварийную утечку тока. Если УЗО исправно и все провода подключены правильно, то оно должно сработать вне зависимости от подключения к нему бытовых приборов. Для такого тестирования не нужно иметь специальные знания или квалификацию.

Конструктивное исполнение

Конструкция УЗО поможет нам разобраться, каким образом оно реагирует на токовую утечку. Основными рабочими узлами УЗО являются:

• Трансформатор дифференциального тока.
• Механизм, с помощью которого происходит разрыв электрической цепи.
• Электромагнитное реле.
• Проверочный узел.

К трансформатору выполнено подключение встречных обмоток – фазы и ноля. Когда сеть работает в нормальном режиме, то эти проводники в трансформаторном сердечнике способствуют наведению магнитных потоков, которые имеют встречное направление относительно друг друга. За счёт противоположной направленности магнитный поток в сумме равняется нулю.

Наглядно устройство и принцип действия УЗО на следующем видео:

Во вторичной трансформаторной обмотке выполнено подключение электромагнитного реле, при нормальных рабочих условиях оно находится в покое. Возникла токовая утечка, и картина сразу меняется. Теперь по фазному и нейтральному проводникам начинают проходить различные токовые величины. Соответственно и на трансформаторном сердечнике теперь не будет равных магнитных потоков (они будут разными и по величине, и по направлению).

Во вторичной обмотке появится ток и, когда его значение достигнет заданного, сработает электромагнитное реле. Его подключение выполнено в связке с расцепляющим механизмом, он мгновенно отреагирует и разорвёт цепь.

В качестве проверочного узла служит обычное сопротивление (какая-то нагрузка, подключение которой выполнено, минуя трансформатор). С помощью этого механизма имитируется токовая утечка и проверяется работоспособное состояние устройства. Каков принцип работы этой проверки?

Имеется специальная кнопка «ТЕСТ» на УЗО. Её главное назначение – подать ток с фазного провода на проверочное сопротивление и далее на нейтральный проводник, минуя трансформатор. За счёт сопротивления ток на входе и на выходе будет разный, и созданный небаланс запустит механизм отключения. Если при проверке УЗО не отключилось, значит, придётся отказаться от его установки.

Обратите внимание! Проверку УЗО необходимо проводить регулярно, идеальный вариант – один раз в месяц. Это является требованием пожарной безопасности и не стоит им пренебрегать.

У разных производителей УЗО внутреннее конструктивное исполнение может отличаться, но общий принцип работы остаётся неизменным.

Все устройства различаются по принципу срабатывания. Они бывают электронного и электромеханического типа. Электронные УЗО отличаются сложной схемой, им для работы необходимо дополнительное питание. Устройствам электромеханического типа внешнее напряжение не нужно.

Как производить расчет устройства

Расчет УЗО производится на основе условий эксплуатации. Если сеть однофазная, значит нужен двухполюсный аппарат. В трехфазной сети используются четырехполюсные приборы.

Выбор прибора с учетом утечки тока зависит от качества изоляции проводов, длины проводки, количества и мощности приборов.

При установке УЗО нужно знать, что суммарный ток всех утечек сети и электрических устройств не должен быть больше, чем треть номинальной величины тока прибора. Если информация про технику отсутствует, то при нагрузке в 1 А учитывается 0,4 мА утечки. Также сетевой кабель за 1 м длины теряет 10 мкА, потому что электрическая энергия имеет возможность просачиваться через обычную изоляцию. Это явление соответствует нормам по безопасности.

Отличия от автомата

Итак, чем отличается УЗО от автомата в электрике? Не вдаваясь в подробности конструкции — автомат срабатывает при токах, превышающих предельную нагрузку на сеть (например, есть автоматы на 10, 16, 25 ампер), а самые популярные модели защитного отключения срабатывают от тока утечки 30 миллиампер (мА). То есть ток получается почти в 1 000 раз слабее. Скорость срабатывания защиты составляет примерно 100 миллисекунд (0,1 с). За такой короткий момент воздействия человек даже не ощутит удара.

Главные параметры подборки изделия

Выбирать УЗО необходимо в четком соответствии с основными рабочими показателями располагающейся в доме электрической системы.

Слишком сильная защита, намного превышающая мощность всей бытовой техники, имеющейся у хозяев, в будущем не справится с задачей и не сможет защитить пользователя и жилье от пожароопасных ситуаций потому, что не зафиксирует опасную утечку.

Прибор, рассчитанный на срабатывание при относительно небольших превышениях, просто не выдержит элементарной нагрузки. К тому же начнет срабатывать слишком часто, причиняя таким образом массу неудобств владельцам жилого помещения.

Выбор по типу напряжения сети

Напряжение 220 В – это классический показатель, актуальный для однофазных сетей, использующихся с целью электроснабжения стандартных потребителей. Нормально допустимое отклонение от показателя находится в пределах +/-5%.

Согласно этим данным, диапазон напряжения в 209-231 В считается оптимальным и не оказывает на систему и подключенные к ней приборы лишних нагрузок.

Для защиты такой сети, обычно проложенной в небольшом доме, используется простое УЗО, рассчитанное на подключение к однофазной сети и на незначительные скачки напряжения и корректную работу с уже имеющимися в доме автоматическими выключателями.

Показатель мощности устройства защиты должен на порядок превышать общую суммарную мощность всей бытовой техники, имеющейся в жилых помещениях.

В крупногабаритных домах с большим количеством бытовой техники и наличием специфических электроприборов, обеспечивающих жизнедеятельность помещения, часто используется более мощная и эксплуатационно устойчивая трехфазная сеть 380 В.

Для нее применяется специальное защитное устройство, несколько отличающееся по конфигурации от стандартного однофазника. Уровень порога срабатывания у такого изделия очень высок. Ставится оно в специальный щиток. В щитке УЗО и автоматы располагаются в определенном порядке согласно назначению и правилам селективности.

Распределитель, независимо от этажности строения, всегда располагается внизу в районе входа в дом. На него, как правило, монтируют «S»-защиту с определенным временем задержки и показателем тока утечки в размере 100 мА.

Электролинии по этажам, жилым комнатам, техническим помещениям, кухням и санузлам прокладываются с вводного автомата. В отдельных помещениях, где, согласно требованию пожарной безопасности, ток утечки не может превышать 30 мА, ставят индивидуальный однофазный защитный агрегат.

Количество полюсов у приборов

Наличие определенного количества полюсов у предохранительных устройств тоже является важным критерием для выбора. Двухполюсные изделия применяются только в однофазных сетях, где требуется подключить одну рабочую фазу и ноль.

Если однофазная сеть оснащена системой заземления, то установка УЗО производится по схемам, приведенным в рекомендуемой нами статье. В ней детально описаны варианты и правила подключения средства защиты к фазе, заземлению и нолю.

В системах трехфазного типа с базовым напряжением 380 W используются агрегаты с четырьмя действующими полюсами, рассчитанные на активацию ноля и трех фаз.

Уровень пропускного тока

Пропускной или номинальный ток УЗО напрямую зависит от количества и суммарной мощности подключенных к электрической сети приборов и оборудования.

Для того чтобы вводное защитное устройство работало корректно и не выбивало фазу, когда пользователь одновременно активирует несколько единиц бытовой техники, этот показатель должен быть рассчитан на все потребляющие энергоресурс модули, имеющиеся в доме.

Производители для удобства выбора маркируют предохранительные элементы цифрами, обозначающими максимальный размер пропускного тока в амперах.

Разница в величине тока утечки

Ток утечки – это определенная величина, по достижению которой УЗО размыкает электроцепь и прекращает питание приборов. Этот крайний порог называется номиналом и у разных защитных устройств обычно составляет 10, 30, 100, 300 и 500 Ма. Как устанавливают селективное УЗО, узнаете из следующей статьи, с содержанием которой мы советуем ознакомиться.

Оптимальным для небольших частных домов считается агрегат в 30 мА. Он прекрасно справляется с порученной задачей и отключает линию при обнаружении утечки, не представляющей опасности для жизнедеятельности человека.

Изделия меньшего номинала чрезмерно чувствительны и будут производить деактивацию питания приборов энергоресурсом при самом незначительно сетевом колебании. Существуют и другие причины выбивания УЗО, о которых должен знать рачительный хозяин.