Устройство защитного отключения (УЗО) – что это такое, для чего нужно и как подключить

Что такое УЗО?

УЗО (устройство защитного отключения)
— это коммутационный аппарат для защиты электрической цепи от токов утечки. В отличии от автоматического выключателя, защищающего проводку от короткого замыкания и значительных перегрузок, это устройство срабатывает только при возникновении токов утечки.

Утечки

в бытовой электросети могут быть связаны с касанием человека токопроводящих элементов (например, в электроприборе, розетке) и металлических корпусов приборов, попавших под действие напряжения из-за повреждения. Также они могут быть вызваны нарушением изоляции электропроводки, в том числе из-за нагрева вследствие неправильно рассчитанной нагрузки и некачественно выполненного монтажа. Относительно небольшие токи утечки могут привести к серьезным последствиям. В первом случае это может вызвать удар человека электрическим током, во втором — возгорание проводки. Устройство защитного отключения при возникновении утечки выше установленного для него предела, позволяет
за доли секунды
отключить опасный участок и предотвратить этим поражение человека электричеством или избежать пожара. Для защиты от поражения электрическим током применяются устройства, срабатывающие при дифференциальных токах (токах утечки) выше значений 6, 10, 30 мА:

1. Для частного дома или квартиры выбирают УЗО со значением 30 мА
   (для групп розеток или освещения).
2. ВДТ с дифференциальными токами 6 и 10 мА
   применяются для защиты отдельных потребителей (например, стиральная, посудомоечная машина и т.д.) и помещений с повышенной опасностью.

Для защиты от пожара при возможных нарушениях изоляции в электропроводке применяются выключатели дифференциального тока со значениями 100, 300 и 500 мА.

Критерии выбора оборудования

Существующие УЗО подразделяются на однофазные и трехфазные. В быту применяются только первые устройства. В квартиру и частный дом от электрического щитка практически всегда идет линия в одну фазу. Дифференциальный выключатель для этого применяется с двумя клеммами (ввод плюс вывод), тогда как у трехфазных аналогов зажимов для проводов четыре.

Устройства защитного отключения бывают:

• электронными;
• электромеханическими.

Первые дороже, но менее надежны. Практически во всех случаях противопожарное УЗО лучше всего брать именно электромеханического класса. Такому выключателю не нужно внешнее питание. Электронный аналог при обрыве питающей линии перестает работать и следить за повреждениями изоляции. Плюс во время скачка напряжения у него повышается время срабатывания.

Два главных критерия выбора противопожарного УЗО – это селективность устройства (наличие в нем возможности установки задержки отключения) и высокий параметр тока утечки (100–300 мА). Если одно из этих условий не выполнено, то система из защитных аппаратов в электрощите не станет работать, как положено.

По нормам противопожарное УЗО должно отличаться минимум в три раза в большую сторону от нижерасположенного обычного по:

• току утечки;
• времени срабатывания.

Если разница по этим параметрам менее трех раз, то при срабатывании нижестоящего дифференциального выключателя среагирует на отключение контура и противопожарное устройство. В результате будет сложнее выяснить причину отключения, а без питания останутся все потребители в параллельных линиях, на которых проблем нет.

В идеале каскадная схема из различных УЗО должна работать так, чтобы при возникновении проблем реагировало только то устройство, которое расположено ближе всего к месту пробоя изоляции. При таком раскладе отключается лишь защищаемая цепь. Остальные продолжают оставаться под напряжением.

С требованием высокого параметра тока утечки ситуация следующая. У обычных УЗО он подбирается в пределах 10–40 миллиампер. Рабочий электроток (максимум потребления подключенными в линию электроприборами) в данном случае достигает 16–40 А. Для освещения и розеток с бытовыми приборами этого вполне достаточно.

Однако в любой электрической сети присутствуют естественные утечки. В проекте внутриквартирной или внутридомовой энергосистемы их специально рассчитывают, чтобы правильно подобрать УЗО. Они не должны превышать 1/3 от тока утечки выбранного дифференциального выключателя для конкретной линии. Иначе защитное устройство будет на регулярной основе ложно срабатывать.

Если защитное устройство выбрать, как для обычного случая, на 10–40 мА, то электросеть постоянно будет отключена. Фактически непрерывно УЗО станет фиксировать утечки, срабатывая на выключение питания во всех линиях электроснабжения дома.

Устройство и принцип работы УЗО

Давайте рассмотрим устройство и принцип действия УЗО. Основной рабочий элемент прибора — встроенный дифференциальный трансформатор
, сравнивающий значение тока в проводнике по направлению к нагрузке со значением, возвращаемым в сеть. В нормальном состоянии эти значения равны и суммарный магнитный поток через магнитопровод трансформатора равен нулю. При касании токоведущих частей цепи человеком часть тока будет уходить через его тело на землю и ток, возвращаемый в сеть по нулевому проводнику, будет меньше поступающего по фазному проводнику. В результате этого суммарный магнитный поток, уже не равный нулю, индуцирует во вторичной обмотке трансформатора дифференциальный ток, приводящий к срабатыванию реле и отключению, таким образом, основной контактной группы УЗО. То же самое происходит при утечке на землю в результате плохой изоляции проводки. Кроме дифференциального трансформатора, УЗО содержит контрольное магнитоэлектрическое реле, соленоид управления основными контактами и элементы диагностики.

Классификация УЗО

Рассмотрим, какие бывают защитные устройства в соответствии с ГОСТами.

По способу действия они делятся на:

• УЗО со вспомогательным источником электропитания;
• без дополнительного источника;
• с автоматическим включением после восстановления поступления питания от источника;
• без автоматического включения;
• с выключением после обнаружения опасной ситуации отказа источника;
• без такого автоматического выключения.

По типу установки:

• стационарные УЗО, монтирующиеся на стандартную постоянную электропроводку;
• переносные — монтируются на гибкие кабели и удлинители.

По количеству полюсов:

• однополюсные двухпроводные УЗО;
• устройства с двумя полюсами;
• трехпроводные двухполюсные модели;
• трехполюсные защитные системы;
• четырехпроводные трехполюсные модели;
• четырехполюсные УЗО.

Выделяют классификацию по типу защиты от появления сверхтоков на полюсах и перегрузок:

• без предохранения от сверхтока и с таковой;
• без встроенной системы защиты от перегрузки;
• с защитой от коротких замыканий цепи (КЗ).

По возможностям настройки значения ДТ отключения:

• регулируемые — с дискретной подстройкой;
• нерегулируемые УЗО.

По устойчивости к импульсным напряжениям:

• с выключением прибора после появления импульсного тока;
• стойкие к возникновению импульсного напряжения.

Еще одна важная характеристика — контроль постоянной компоненты дифференциального тока (ДТ). Существуют несколько разновидностей УЗО:

• АС. Они отключаются при возникновении или постепенном увеличении синусоидальных ДТ;
• А. Эти модели отключаются от синусоидальных дифференциальных токов и пульсирующих постоянных. Бывают разновидности с выключением от пульсирующих с уровнем до 0.006А и контролированием угла смещения фаз;
• B. Аналогично А они размыкают цепь при синусоидальных переменных и постоянных ДТ — включая модуляции потока до 0.006 А. Кроме того, тип B умеет выключаться от постоянных ДТ с выпрямителем.

Рассмотренные типы и признаки классификации определяют выбор УЗО в конкретной ситуации, способ и место установки, и прочие важные детали проектирования электросети. Помимо приведенных выше, имеются и некоторые общие характеристики, приведенные в таблице:

УЗО должно срабатывать быстро. Время устанавливается ГОСТами (в частности, ГОСТ Р 50807-95) и вычисляется для различных моделей, работающих с некоторыми номинальными отключающими токами. Например, для прибора с ДТ отключения 0.03 А время срабатывания должно составить 0.5 секунды. Если пороговое значение превышено вдвое, таймаут выключения — 0.2 секунды, а при превышении в восемь раз УЗО-Д разомкнет цепь за 0.04 с.

Маркировка, основные характеристики УЗО

Чтобы не спутать УЗО с другими близкими устройствами (автоматическими выключателями и дифавтоматами), остановимся на их маркировке. К тому же, знание маркировки поможет правильно выбрать и подключить УЗО. Маркировка УЗО содержит схему подключения и основные параметры выбора: номинальный ток (А), дифференциальный ток (мА), рабочее напряжение (В), условный предельный ток короткого замыкания (А). В таблице представлено более детальное описание основных характеристик УЗО и прочих обозначений, которые могут приводить производители в технической документации.

Видео по теме

О типах УЗО и правилах выбора в видео:

Итак, для бытовых условий, в подавляющем большинстве случаев подходят электромеханические 2-полюсные УЗО с уставкой тока утечки 30 мА или 10 мА (для влажных помещений) класса А с установкой на DIN-рейку.

Дифавтомат — аппарат, сочетающий в себе функции УЗО и автоматического выключателя — стоит дороже отдельных приборов, но занимает меньше места в щите. Дифавтомат лучше выбирать с индикатором, помогающим определить, какая именно часть сработала — УЗО или автомат.

Типы УЗО, разновидности

Существует довольно большой выбор моделей устройств защитного отключения с различными техническими характеристиками. Для ориентирования в их многообразии, и чтобы понять какое устройство лучше подходит для конкретной ситуации, рассмотрим основные типы УЗО. По своей конструкции УЗО могут быть электромеханическими или электронными:

• Электронные
  имеют в схеме усилитель, которые требует подачи питания. В случае отгорания нуля на входе усилитель остается без питания и устройство не будет реагировать на возможную утечку;
• Электромеханические
  (лишённые этого недостатка) как правило надежнее, но дороже.

По роду утечки тока
выделяют три вида УЗО. Разница между устройствами отображена на изображении ниже. Различаются устройства защитного отключения еще и
предельным значением тока короткого замыкания
(обычно 4,5 кА, 6 кА или 10 кА). Существует классификация по скорости реакции, скорости срабатывания:

• обычные без выдержки времени, общего применения — G (в диапазоне 20-40 мс),
• селективные УЗО типа S — с выдержкой времени (в диапазоне 150-500 мс)

По количеству подключенных полюсов модели делятся на двухполюсные и четырехполюсные. Напомним, что устройство защитного отключения не защищает
цепи нагрузки от сверхтоков короткого замыкания и перегрузки, т.к. для этой цели предназначены автоматические выключатели и дифференциальные автоматические выключатели.

Выбор противопожарного защитного устройства

Существует огромное количество различных моделей УЗО. Каждая из них оптимально подходит под определенную задачу. Например, для защиты обычных квартир применяют однофазные защитные устройства, а для небольшой мастерской уже пригодится трехфазный прибор.

Разница существует и в максимальных токах, которые способно пропускать УЗО. Для квартиры достаточно устройства на 25-32 А. Для промышленных объектов, как правило, требуется аппарат минимум на 63 А, что соответствует потребителю мощностью около 15 кВт.

Поэтому существует ряд критериев, по которым следует выбирать устройство защитного отключения. Самые значимые из них таковы:

1. Ток утечки. Для противопожарных моделей он лежит в диапазоне 100-300 миллиампер.
2. Электронное или электромеханическое УЗО. Этот фактор влияет на надежность прибора.
3. Селективное или неселективное устройство. Зависит от масштабов и сложности схемы.

Ток утечки УЗО

Типичные значения составляют 100-300 мА. При выборе следует исходить из двух факторов:

1. Разветвленность электропроводки. Чем она больше, тем выше утечка.
2. Состояние изоляции. Чем она старее, сырее и грязнее, тем сильнее утечки.

Для квартиры применяют УЗО на 100 мА. Объясняется это малой разветвленностью и общей длиной проводки. Ведь чем больше площадь проложенных в стенах кабелей, тем проще току найти слабое место в изоляции и утечь на близлежащие заземленные конструкции.

У больших промышленных потребителей маршруты электроснабжения более разветвленные. Также они имеют большую протяженность. Поэтому току проще найти слабую изоляцию и покинуть токоведущую жилу.

Дополнительная информация. Здесь стоит подчеркнуть, что утечка тока и короткое замыкание на землю — вещи разные. При КЗ сопротивление изоляции падает практически до нуля. Поэтому возникают огромные и разрушительные токи замыкания, сопровождающиеся искрами и горением дуги. Утечка тока через изоляцию — явление обычное и нормальнее. В разумных пределах оно присутствует даже у новых электрических кабелей.

Другой важный фактор, повышающий ток утечки — это состояние изоляции. Влага, частички грязи, металлическая пыль и трещины уменьшают сопротивление защитного слоя. Такое обычно происходит со старой проводкой. Из-за этого возрастают утечки тока. Поэтому если проводка старая или находится во влажной среде, то желательно выбрать УЗО, рассчитанное на большие утечки.

Электронное или механическое устройство

Представленные в продаже противопожарные защитные устройства по исполнению делятся на 2 вида:

1. Электронные. Содержат небольшую печатную плату, управляющую контактами.
2. Электромеханические. Работают без сложной электроники.

Электронные устройства обладают недостатком. Для их работы необходимо напряжение в защищаемой линии. Поэтому если перед УЗО происходит обрыв нулевого проводника, то оно теряет работоспособность и не срабатывает при повреждении изоляции.

Электромеханические устройства в этом плане надежнее. Они не столь критичны к качеству питающего напряжения и менее восприимчивы к его скачкам и просадкам.

Обычное УЗО или селективное

Обычные защитные устройства пригодны для небольших потребителей. Они подходят для квартир с малым числом комнат и надежной изоляцией проводки. Главный недостаток таких устройств — это невозможность оперативно выяснить, где именно произошла утечка тока. То есть если где-то в квартире повредилась изоляция, то электропитание всей площади отключится.

УЗО селективного действия используются для формирования избирательной защиты. Обычно это устройства категории S. Их применение позволяет локализовать место повреждения изоляции и отключить от электропитания только и именно проблемный участок.

Селективные устройства защитного отключения устанавливаются на вводе в электрощит. Они целесообразны для крупных разветвленных потребителей или многокомнатных квартир, в которых поиск места утечки тока способен занять слишком большое время.

Чем отличается УЗО от дифавтомата?

УЗО
– это устройство, которое разрывает цепь при возникновении тока утечки.
Дифавтомат
— это комбинированное устройство, которое защищает сеть от тока перегрузки и человека от тока утечки. Таким образом, простыми словами, УЗО отличается от дифавтомата тем, что является более узкоспециализированным устройством и не защищает сеть от коротких замыканий и перегрузок. Для того чтобы
визуально
отличить УЗО от дифавтомата, необходимо обратить внимание на корпус устройств – если на обозначении перед номиналом тока стоит буква, обозначающая характеристику срабатывания автоматического выключателя (например, B или С), то это дифавтомат. Если никакой буквы перед обозначением номинала нет, то это УЗО. Важно помнить – из-за того, что УЗО не обеспечивает защиту от токов короткого замыкания и перегрузок, это устройство надо использовать как дополнительную защиту, при обязательной установке автоматического выключателя.

Схемы установки защитного выключателя

УЗО не рассчитано на отслеживание перегрузок в электросети, поэтому его обязательно надо ставить вместе со стандартным «автоматом» — автоматическим выключателем. Так защита выйдет полной по всем проблемным направлениям.

Стандартная схема подключения защитных устройств в электрощите выглядит следующим образом:

1. Первым на входе идет автомат.
2. Затем ставится счетчик электроэнергии.
3. Потом подключается противопожарное УЗО (на 100–300 мА).
4. После производится разделение цепи на несколько отдельных линий потребления с УЗО от поражения током (на 10–40 мА).

В некоторых схемах первый автоматический выключатель меняют на выключатель-пакетник, а менее мощные автоматы потом ставят на потребительских линиях. Такой вариант также не противоречит правилам.

Галерея изображений

Фото из

ОБщая схема подключения однофазного УЗО

Различия между противопожарными и обычными УЗО

Дифференциальный выключатель по току и автомат

Монтаж защитного устройства в разных электросетях

При подключении проводов важно следить, чтобы выходы с УЗО не оказались объединены на общем нуле и вообще нигде не пересекались с иными нулевыми жилами или корпусом щитка. После этого защитного устройства линия должна сразу идти на другое УЗО либо автомат, а потом сразу к потребителям.

После завершения монтажа необходимо проверить правильность сборки всей схемы и работоспособность защитного устройства.

Затем проверяется сам дифференциальный выключатель. Для этого на большинстве УЗО есть кнопка «Т» («ТЕСТ»). При ее нажатии происходит имитация расчетного тока утечки, в результате которого защита должна штатно сработать. Причем тестирование должно работать независимо от того, есть нагрузка или нет.

Если при нажатии на «ТЕСТ» УЗО не отключило линию, то оно неисправно. Возможна ситуация, когда сломался контур имитации утечки. В этом случае устройство защиты будет продолжать выполнять свои функции, как в нем заложено. Однако даже такой выключатель лучше сразу заменить. Подобную проверку рекомендуется производить раз в месяц.

Как выбрать УЗО?

Для того чтобы правильно выбрать УЗО, необходимо следить, чтобы выбираемый номинал тока устройства
был на одну ступень выше, чем номинал тока соответствующего группового автоматического выключателя. Номинал вводного УЗО должен быть выше или равен номиналу вводного автомата. В этом случае это устройство будет защищено автоматом от токов короткого замыкания. Номинал же дифференциального тока, для защиты человека от поражения электрическим током, как правило, выбирается
30 мА
. Для помещений с повышенной опасностью — 6 или 10мА (такое же значение дифференциального тока выбирается, когда защита стоит на какое-то одно устройство). УЗО со значением дифференциального тока 100 или 300 мА ставят, при необходимости, после вводного автомата. Но оно защищает не от поражения человека электрическим током, а от пожара (его часто и называют «пожарным»). Предварительно выбрать УЗО можно по таблице подбора с учетом мощности нагрузки и дифференциального тока. Важно при этом учитывать рекомендации, данные выше.

Как устроено УЗО

Выделяют два вида приборов:

• электромеханические;
• электронные модели УЗО.

Электромеханические

Эти устройства состоят из нескольких частей:

• трансформатор электрического тока нулевой последовательности. Он следит за утечками и передает энергию на вторичную обмотку трансформатора;
• магнитоэлектрический элемент, исполняющий функции порогового;
• реле, запускающееся при срабатывании магнитоэлектрической «защелки».

Все механические части должны быть весьма высокоточными, благодаря чему велика и стоимость. Но она компенсируется надежностью и возможностью работать без дополнительного питания, обнаруживая утечки при любом значении напряжения. Фактор независимости крайне важен: механическое УЗО выявит утечку и включит реле в 100 процентах случаев. У электронного этого процента меньше, поскольку при уровне общего напряжения ниже некоторого порога схема окажется неработоспособной. Поэтому именно электромеханические модели всемирно признаны эталоном и обязательны к использованию, особенно на критических объектах.

Электронные УЗО

Их стоимость иногда на порядок ниже классических. Но есть и указанный выше недостаток — не стопроцентная гарантия срабатывания. Устройство подобных систем защиты похоже на таковое у электромеханических. Но вместо чувствительного элемента установлен логический блок сравнения — стабилитрон, компаратор. Работоспособность прибора обеспечивает фильтр и выпрямитель.

Также требуется усилитель сигнала, поскольку входящий в состав трансформатор относится к понижающим. К сожалению, усилитель модулирует не только «полезную» нагрузку, но и помехи, что также снижает надежность. Но для защиты обычного жилого помещения электронного УЗО в немалом числе случаев бывает достаточно. Выбирать следует на основании деталей воплощаемого электромонтажного проекта.

Подключение УЗО к однофазной сети (с заземлением и без)

Пользователи часто задают вопрос, ставить УЗО до или после автомата? Для этого рассмотрим наиболее распространенную схему включения одного УЗО и нескольких групповых автоматов в однофазной сети. В правильной схеме подключения
УЗО устанавливается после вводного автоматического выключателя. Последовательность соединения при этом такая: вводной автомат— счетчик — УЗО. На схеме представлено одно УЗО, но их может быть и несколько (в свою очередь с одним или несколькими групповыми автоматами). Это может быть необходимо, если вы планируете защитить какую-то группу потребителей отдельно. К примеру, у вас есть отдельная линия к стиральной машине, и вы хотите поставить для неё УЗО с дифференциальным током 10мА и отдельным автоматом. В группе же сначала устанавливается УЗО, а затем автоматический выключатель (или несколько выключателей). Выше была приведена схема однофазной сети с заземлением (схема TN-S). В старых домах при этом до сих пор еще используется также схема энергоснабжения TN-C (двухпроводная). В такой сети провод PEN совмещает функции рабочей нейтрали и защитного проводника. В двухпроводной сети без заземления УЗО также защищает от поражения электрическим током, но срабатывает оно не в момент попадания тока на токоведущий корпус домашнего прибора, а позже, когда человек коснется корпуса, попавшего под напряжение. Из рисунка ниже видно, что изменений по включению самого УЗО в такой схеме практически нет. Важно только запомнить один момент: если у вас от потребителей (электроприборов, освещения) в щит выведен трехпроводный кабель, провод заземления в щите нужно обязательно оставить неподключенным, а фазный и нейтральный проводники соединить, как указано на схеме.
Сколько автоматов
может быть подключено к одному УЗО? Количество подключаемых после УЗО групповых автоматических выключателей зависит от их суммарного номинала тока (который в общем случае не должен превышать номинал тока УЗО) и суммарного тока утечки защищаемой сети. Утечки тока есть в любой рабочей сети, главное, чтобы они не превышали установленных норм. Увеличение токов утечки может быть следствием старения изоляции, её повреждения либо неисправностью электроприборов. Суммарное значение тока утечки защищаемого участка сети в нормальном режиме работы по нормативным документам не должно превосходить 1/3 номинального тока УЗО, т.е. для УЗО 30мА не должно превышать 10мА. Если нет реальных данных по утечке в сети, то берутся расчетные значения: для потребителей (электроприборов) 0,4 мА на 1 А тока нагрузки + ток утечки непосредственно проводки — из расчета 10 мкА на 1 м длины проводника. Превышение суммарного тока утечки сети над пороговым значением УЗО может приводить к его ложным срабатываниям. В свою очередь это сигнализирует о том, что скорее всего надо ставить дополнительное УЗО (особенно если у вас стоит после УЗО более двух-трех автоматов и предварительные расчеты/замеры тока утечки не проводились). Превышение суммарного значения номиналов групповых автоматов над номиналом тока УЗО не критично, если оно также превышает номинал вводного автоматического выключателя. Если номинал УЗО выбран правильно (то есть выше номинала вводного автомата), то УЗО будет защищено в этом случае вводным автоматом.

УЗО

В закладки

В данной статье мы рассмотрим следующие вопросы:

1. Что такое УЗО
2. Устройство и принцип работы УЗО .
3. Схема подключения УЗО.
4. Ошибки в схемах подключения из-за которых выбивает УЗО.
5. Как выбрать УЗО? Типы и характеристики УЗО.

1. Что такое УЗО

УЗО (Устройство Защитного Отключения) — это коммутационный аппарат предназначенный для защиты электрической цепи от токов утечки, то есть токов протекающих по нежелательным, в нормальных условиях эксплуатации, проводящим путям, что в свою очередь обеспечивает защиту от пожаров (возгорания электропроводки) и от поражения человека электрическим током.

Определение «коммутационный» означает, что данный аппарат может включать и отключать электрические цепи, другими словами производить их коммутацию.

УЗО так же имеет другие варианты названий, например: дифференциальный выключатель, выключатель дифференциального тока, (сокращенно выключатель диф тока) и т.п.

1. Устройство и принцип работы УЗО

И так для наглядности представим простейшую схему подключения через УЗО лампочки:

Из схемы видно, что при нормальном режиме работы УЗО, когда его подвижные контакты замкнуты, ток I1 величиной, к примеру, 5 Ампер от фазного провода проходит через магнитопровод УЗО, затем через лампочку, и возвращается в сеть по нулевому проводнику, так же через магнитопровод УЗО, при этом величина тока I2 равна величине тока I1 и составляет 5 Ампер.

Согласно закону электромагнитной индукции ток I1 проходя через магнитопровод УЗО создает в нем магнитный поток Ф1 условной величиной равной 5 единиц, в свою очередь ток I2 так же создает в магнитопроводе магнитный поток Ф2 такой же величины равной 5 единиц, но так как направление тока I2 противоположно направлению тока I1, то и создаваемый им магнитный поток Ф2 так же противоположен магнитному потоку Ф1, т.е. магнитные потоки Ф1 и Ф2 направлены встречно по отношению друг к другу и соответственно, при равных значениях входящего и выходящего токов, уравновешивают друг друга, в результате чего суммарный магнитный поток в магнитопроводе равен нулю:

Фсумм= Ф1+ Ф2=5+(-5)=0

Так как суммарный магнитный поток в магнитопроводе отсутствует (равен нулю), во вторичной обмотке ток не индуктируется. Подвижные контакты замкнуты, электрическая цепь включена и находится в нормальном режиме работы.

Теперь представим, что одного из проводов электрической цепи коснулся человек. При этом часть электрического ток начинает протекать через тело человека создавая непосредственную угрозу для его жизни и здоровья:

В такой ситуации часть тока электрической цепи поступающая от фазного провода не будет возвращаться в сеть, а проходя через тело человека будет уходить в землю следовательно ток I2 который будет возвращаться в сеть через магнитопровод УЗО по нулевому проводу будет меньше тока I1 поступающего в сеть, соответственно и величина магнитного потока Ф1 станет больше величины магнитного потока Ф2, в результате чего в магнитопроводе УЗО суммарный магнитный поток уже не будет равен нулю.

К примеру ток I1=6А, ток I2=5,5А, т.е. 0,5 Ампера протекает через тело человека в землю (т.е. 0,5 Ампера — ток утечки), тогда магнитный поток Ф1 будет равен 6 условных единиц, а магнитный поток Ф2 — 5,5 условных единиц тогда суммарный магнитный поток будет равен:

Фсумм= Ф1+ Ф2 =6+(-5,5)=0,5 усл. ед.

Возникший суммарный магнитный магнитный поток индуктирует электрический ток во вторичной обмотке который проходя через магнитоэлектрическое реле приводит его в работу, а оно, в свою очередь, размыкает подвижные контакты отключая электрическую цепь.

Проверка работоспособности УЗО осуществляется нажатием кнопки «ТЕСТ». Нажатие данной кнопки искусственно создает в УЗО утечку тока, что должно привести к отключению УЗО.

1. Схема подключения УЗО.

ВАЖНО! Так как в УЗО отсутствует защита от сверхтоков, при любой схеме его подключения должна быть предусмотрена так же установка автоматического выключателя, для защиты УЗО от токов перегрузки и короткого замыкания.

Подключение УЗО осуществляется по одной из следующих схем, в зависимости от типа сети:

Подключение УЗО без заземления:

Такая схема применяется, как правило, в зданиях со старой электропроводкой (двухпроводной), в который отсутствует заземляющий провод.

Подключение УЗО с заземлением:

Схема подключения УЗО в электросети системы ТN-C-S (когда нулевой проводник разделяется на нулевой рабочий и нулевой защитный):

О том как правильно выполнить заземление читайте здесь.

Схема подключения УЗО в электросети системы ТN-S (когда нулевой рабочий и нулевой защитный проводники разделены):

ВАЖНО! В зоне действия УЗО нельзя объединять нулевой защитный (провод заземления) и нулевой рабочий проводники! Другими словами нельзя в схеме, после установленного УЗО, соединять между собой рабочий ноль (синий провод на схеме) и провод заземления (зеленый провод на схеме).

1. Ошибки в схемах подключения из-за которых выбивает УЗО.

Как было сказано выше УЗО срабатывает на токи утечки, т.е. если сработало УЗО — это значит, что произошло попадание человека под напряжение или по какой либо причине оказалась повреждена изоляция электропроводки или электрооборудования.

Но что если УЗО самопроизвольно срабатывает и при этом повреждений нигде нет, а подключенное электрооборудование исправно? Возможно все дело в одной из следующих ошибок в схеме сети защищаемой УЗО.

Одной из самых распространенных ошибок является объединение нулевого защитного и нулевого рабочего проводника в зоне действия УЗО:

В этом случае величина тока выходящего из сети через УЗО по фазному проводу будет больше чем величина тока возвращающегося в сеть по нулевому проводнику т.к. часть тока будет протекать мимо УЗО по проводнику заземления, что приведет к срабатыванию УЗО.

Так же, часто встречаются случаи использования в качестве нулевого рабочего проводника проводник заземления или стороннюю проводящую заземленную часть (например арматуру здания, систему отопления, водопроводную трубу). Такое, подключение как правило происходит при повреждении нулевого рабочего проводника:

Оба этих случая приводят к тому, что УЗО выбивает, т.к. ток выходящий из сети по фазному проводу ток через УЗО не возвращается обратно в сеть.

1. Как выбрать УЗО? Типы и характеристики УЗО.

Что бы правильно подобрать УЗО и исключить возможность ошибки воспользуйтесь нашим онлайн калькулятором расчета УЗО по мощности.

УЗО выбирается по его основным характеристикам. К ним относятся:

1. Номинальный ток — максимальный ток при котором УЗО способно длительно работать не теряя свою работоспособность;
2. Дифференциальный ток — минимальный ток утечки при котором УЗО произведет отключение электрической цепи;
3. Номинальное напряжение — напряжение при котором УЗО способно длительно работать не теряя свою работоспособность
4. Тип тока —постоянный (обозначается «-«) или переменный (обозначается «~»);
5. Условный ток короткого замыкания — ток который кратковременно может выдержать УЗО до момента пока не сработает защитная аппаратура (предохранитель или автоматический выключатель).

Выбор УЗО основывается на следующих критериях:

— По номинальному напряжению и типу сети: Номинальное напряжение УЗО должно быть больше либо равно номинальному напряжению защищаемой им цепи:

Uном. УЗО⩾ Uном. сети

При однофазной сети требуется двухполюсное УЗО, при трехфазной сети — четырехполюсное.

— По номинальному току: согласно пункта 7.1.76. ПУЭ использование УЗО в групповых линиях, не имеющих защиты от сверхтока, без дополнительного аппарата, обеспечивающего эту защиту не допускается, при этом необходима расчетная проверка УЗО в режимах сверхтока с учетом защитных характеристик вышестоящего аппарата, обеспечивающего защиту от сверхтока.

Из сказанного выше следует, что перед УЗО должен стоять аппарат защиты (автоматический выключатель или дифференциальный автоматический выключатель) именно по току этого вышестоящего аппарата защиты необходимо выбирать номинальный ток УЗО исходя из условия, что номинальный ток УЗО должен быть больше либо равен номинальному току установленного до него аппарата защиты:

Iном. УЗО⩾ Iном. аппарата защиты

При этом рекомендуется что бы номинальный ток УЗО был на ступень больше номинального тока вышестоящего аппарата защиты (например если перед УЗО установлен автомат на 25 Ампер УЗО рекомендуется ставить с номинальным током 32 Ампера)

Справочно — стандартные значения номинальных токов УЗО: 4А, 5А, 6А, 8А, 10А, 13А, 16А, 20А, 25А, 32А, 40А, 50А, 63А и т.д.,

— По дифференциальному току:

Дифференциальный ток — это одна из главных характеристик УЗО которая показывает при какой величине тока утечки УЗО отключит цепь.

В соответствии с пунктом 7.1.83. ПУЭ: Суммарный ток утечки сети с учетом присоединяемых стационарных и переносных электроприемников в нормальном режиме работы не должен превосходить 1/3 номинального тока УЗО. При отсутствии данных ток утечки электроприемников следует принимать из расчета 0,4 мА на 1 А тока нагрузки, а ток утечки сети — из расчета 10 мкА на 1 м длины фазного проводника. Т.е. дифференциальный ток сети можно рассчитать по следующей формуле:

ΔIсети=((0.4*Iсети)+(0.01*Lпровода))*3, миллиАмпер

где: Iсети — ток сети (рассчитанный по формуле выше), в Амперах; Lпровода — общая длина проводки защищаемой электросети в метрах.

Рассчитав ΔIсети принимаем ближайшее большее стандартное значение дифференциального тока УЗО ΔIУЗО:

ΔIУЗО⩾ ΔIсети

Стандартными величинами дифференциального тока УЗО являются: 6, 10, 30, 100, 300, 500мА

Дифференциальные токи: 100, 300 и 500мА применяются для защиты от пожаров, а токи : 6, 10, 30мА — для защиты от поражения человека электрическим током. При этом токи 6 и 10мА применяются, как правило, для защиты отдельных потребителей и помещений с повышенной опасностью, а дифференциальный ток 30мА подходит для общей защиты электросети.

В случае если УЗО необходимо для защиты от поражения электрическим током, а по произведенному расчету ток утечки составил более 30мА необходимо предусмотреть установку нескольких УЗО на разные группы линий, например одно УЗО для защиты розеток в комнатах, а второе для защиты розеток в кухне, снизив тем самым мощность проходящую через каждое УЗО и как следствие снизив ток утечки сети, т.е. в таком случае расчет необходимо будет производить для двух или более УЗО которые будут установлены на разные линии.

— По типу УЗО:

УЗО бывают двух типов: электромеханическое и электронное. Принцип работы электромеханического УЗО мы рассматривали выше, его основным рабочим органом является дифференциальный трансформатор (магнитопровод с обмоткой) который сравнивает величины уходящего в сеть тока и тока возвращающегося из сети, а в электронном эту функцию выполняет электронная плата для работы которой необходимо напряжение.

Представим ситуацию: по какой-то причине «пропал» ноль (например отгорел нулевой проводник), при этом если в сети установлено электронное УЗО его электронная плата обесточится и в случае, если человек коснувшись фазного провода попадет под напряжение данное УЗО не сработает, электромеханическое же УЗО сохранит свою работоспособность даже в случае отсутствия напряжения и отключит электрическую цепь, поэтому предпочтительнее использовать именно электромеханическое УЗО.

Была ли Вам полезна данная статья? Или может быть у Вас остались вопросы? Пишите в комментариях!

Не нашли на сайте статьи на интересующую Вас тему касающуюся электрики? Напишите нам здесь. Мы обязательно Вам ответим.

↑ Наверх

10

https://elektroshkola.ru/apparaty-zashhity/uzo/

Подключение к трехфазной сети (с заземлением и без)

Подключение УЗО в трехфазной сети с заземлением не сильно отличается от однофазной. Защита цепей трехфазной нагрузки производится трехфазным (четырехполюсным УЗО). При этом цепи однофазной нагрузки необходимо защищать отдельным однофазным (двухполюсным) УЗО. В интернете встречается немало схем, где трехполюсное УЗО используется одновременно для защиты как трехфазных, так и однофазных потребителей. Такое допустимо только если УЗО противопожарное, с током утечки 100 мА и более. Подключение УЗО в трехфазной сети без заземления запрещено ПУЭ.

Схемы для 3-фазной сети

В домах, производственных помещениях и прочих сооружениях может встречаться иной вариант обустройства электроснабжения.

Так, для квартир подключение 3-фазной сети нехарактерно, зато для оснащения частного дома такой вариант не редкость. Здесь будут использоваться иные схемы подключения аппарата защиты.

Вариант #1 – общее УЗО для 3-фазной сети + групповые УЗО.

Для сети 380 В 2-полюсного прибора мало, необходим 4-полюсный аналог: нужно подключить 1 нулевую жилу и 3 фазных.

Важен вид проводов. Для 1-фазной сети подходит стандартный кабель ВВГ, тогда как для 3-фазной рекомендуется протягивать более стойкий к возгоранию ВВГнг. О выборе подходящего типа провода мы писали в другой нашей статье.

Вариант #2 – общее УЗО для 3-фазной сети + счетчик.

Это решение полностью повторяет предыдущее, но в схему добавлен счетчик электроэнергии. Групповые УЗО также включены в систему обслуживания отдельных линий.

Существует нюанс, который относится к любой из представленных схем. Если в квартире или доме несколько осветительных и розеточных контуров, несколько мощных бытовых приборов, требующих обустройства отдельных электролиний, то есть смысл устанавливать двойную защиту с общим УЗО.

В обратном случае достаточно либо общего аппарата, или по одному на каждый контур.

Ошибки подключения УЗО

Наиболее частые ошибки подключения УЗО связаны с неправильным подключением нейтрального проводника. Одной из наиболее распространенных ошибок
подключения является подключение нулевого проводника с выхода УЗО к общей нулевой шине. Причем неправильным является как прямое подсоединение к общей щитовой нулевой шине проводника какой-либо группы розеток (защищаемых УЗО), так и объединение общей нулевой шины с шиной N после УЗО (предназначенной для нулевых проводников защищаемых групп нагрузки). Еще одна ошибка связана с соединением нулевых проводников разных потребительских групп. Нулевой проводник после УЗО должен соединяться непосредственно с нагрузкой групп, запитанных через него, без соединения с нулевыми проводниками групп, не защищаемых УЗО или защищаемых другим УЗО. Также нельзя объединять нулевой проводник после УЗО с проводником защитного заземления (то есть объединять рабочий и защитный ноль).

Выбор по типу установки

Аппараты выпускаются в двух исполнениях:

1. модульные. Снабжены конструктивными элементами для установки на DIN-рейку, монтируются в распределительном щите. Обычно обслуживают группу из нескольких розеток;
2. переносные. Менее распространенный вариант. Включается в розетку, после чего к нему подводят электроприбор. Также оно может выполняться в виде удлинителя.

Как проверить УЗО на работоспособность?

Проверить работоспособность УЗО можно 4 наиболее известными способами:

• С помощью кнопки ТЕСТ
• Проверка батарейкой
• С помощью лампочки накаливания
• Проверка тестером

Наиболее популярны первые два способа, требующие меньших усилий и подручных средств.

1. Чтобы проверить устройство защитного отключения достаточно нажать кнопку «Тест» (этой кнопкой снабжены все эти аппараты). При нажатии внутри схемы подключается сопротивление, имитирующее ток утечки. При этом исправное устройство отключает цепь нагрузки.
2. Взять обычную пальчиковую батарейку и подсоединить к ней два заранее заготовленных провода, желательно разного цвета. Взвести рычаг устройства и коснуться свободными концами проводов обеих клемм любого из полюсов (можно как фазного, так и нейтрального). Затем поменять полярность. Исправное УЗО должно сработать при подключении хотя бы одной полярности (УЗО типа А должно сработать при любой полярности, типа АС – только при одной).

Важный момент: батарейкой можно проверить электромеханическое УЗО, электронное не сработает ни в какой полярности, поскольку для его работы нужно специально подавать питание. Уважаемые пользователи, спасибо, что прочитали данную статью до конца! Хотели бы напомнить, что в нашем интернет-магазине вы найдете широкий выбор различных устройств защиты: УЗО, дифференциальных автоматов и автоматических выключателей максимального тока. Всегда готовы предложить низкие цены, удобную доставку и гарантию качества!

Как это работает

Принцип работы УЗО в однофазной сети прост. Прибор фиксирует идущие на «землю» электрические токи утечек и выключает цепь. Детекция выполняется по разнице видов токов:

• покидающей УЗО энергии;
• возвращающегося в систему электричества.

В исправной электросети эти токи одинаковы по силе, но направленность должна быть противоположна. Если по некоторой причине возникает утечка (пробитая изоляция, касание провода и прочие ситуации), часть электроэнергии пойдет по новому «каналу» на «землю». Идущий на устройство защитного отключения электрический ток станет меньше исходящего. Аналогичное случится после попадания под электрическое напряжение некоторой детали — например, корпуса или иных проводящих частей.

Разность показаний по току фиксируется трансформаторным узлом с кольцевым сердечником. Первичная обмотка (нейтраль и фаза) размещены внутри. Вторичная обмотка соединяется непосредственно с размыкающим электроцепь исполнительным узлом. Контур сработает и без присутствия человека как источника сбоя, обнаружит утечку и снимет питание с поврежденной линии.

Выше описан принцип функционирования двухфазного УЗО-Д. Существуют также трехфазные защитные устройства: они обнаруживают утечки и дисбаланс распределения нагрузок. Это более продвинутые приборы, обеспечивающие дополнительный уровень защиты.

Инструкция по установке

Перед установкой сначала нужно выбрать место для монтажа. Для монтажных работ используют металлический или пластмассовый шкаф. Они бывают разных размеров, необходимо заранее посчитать количество устройств, чтобы выбрать нужный размер.

Некоторые модели снабжены смотровыми окнами для снятия показаний счетчика.

Как правильно подключить УЗО и автоматы самостоятельно, основные правила:

1. Любые работы начинаем после отключения электропитания.
2. При монтаже проводки и защитных устройств, строго соблюдайте выбранную схему, лучше ее держать перед собой.
3. Подключать провода строго цветной маркировке. Зачистить концы проводов на 0,5 см и зафиксировать винтами.
4. Все защитные устройства, автоматы, реле напряжения крепятся на ДИН-рейке. Для их фиксации зацепитесь верхним зажимом, отверткой отогните нижний зажим и надавите на устройство, когда оно станет на место, отпустите нижний зажим.
5. Подписывайте все защитные устройства в щитке, чтобы знать, какие приборы через них подключены.
6. Первым к входным проводам подключается автомат, только после него монтируются все остальные устройства.
7. При выборе входного УЗО рассчитываем его параметры в зависимости от протекающего тока в сети. Например, для тока в 20-25 ампер, следует брать защитное устройство отключения на 32А.

Может Вам будет интересна статья «Установка унитаза своими руками: пошаговая инструкция подключения» Перейти>>

Если случается ложное выключение или устройство наоборот не срабатывает, причина может быть в следующем:

• фазный и нулевой провода соединены после УЗО;
• проверьте, закреплен ли нулевой провод;
• нулевой провод и заземление соединены в розетке;

Правила безопасности при установке УЗО счетчиков и автоматов

При подключении устройств защиты необходимо соблюдать ряд правил техники безопасности. Это не только способствует правильному подключению, но и спасет вам жизнь.

Как правильно подключить УЗО и автоматы, основные правила безопасного монтажа:

1. Начинайте работу только после полного отключения питания. Наличие тока в сети можно проверить с помощью тестера или обычной контрольной лампочки.
2. Промаркируйте подключенные провода. Используйте для этого цветную изоленту или специальные термоусадочные трубки разных цветов.
3. Подключайте и наращивайте провода с помощью специальных клемников, зажимов, гильз.
4. После подключения провода к автомату или другому устройству проверяйте надежность соединения. Попробуйте вытащить провод. На следующий день после монтажа щитовой, еще раз затяните все винты.
5. Будьте осторожны при первом подключении электропитания. Возможны короткие замыкания, возникновение искр. Стойте подальше от щитовой.
6. Проверьте устройство защиты, нажатием кнопки «test».
7. Не используйте в квартире трубы отопления или водоснабжения для заземления.

Назначение и принцип действия УЗО

В основе работы устройства защитного отключения заложено постоянное сравнение значений силы тока, которые проходят по фазному и нулевому проводникам. Если коснуться провода под напряжением, то часть тока пройдет через тело человека. Практически мгновенно (0,2-0,4 секунды) УЗО срабатывает и отключает ток, потому что значения фазного и нулевого тока неравны.

Монтаж теплого электрического пола: разновидности, расчёты мощности, шага

УЗО не только спасет от удара током, но и предотвращает возникновение пожаров. В случае повреждения изоляции, начинается утечка тока. В месте утечки тока, происходит нагрев и может произойти возгорание проводки. При наличии в схеме устройства защиты отключения такая ситуация невозможна.

Если сейчас в вашей квартире отсутствует устройство защиты, то рекомендуем приобрести его. Как подключить УЗО до автомата или после, какие еще существуют виды защитных устройств, рассмотрим далее.