УЗО: Назначение, причины срабатывания, подключение УЗО

Попробуем снова объять необъятное одним постом? На этот раз рассказ будет про УЗО.

У этого поста есть видеоверсия, для тех, кто любит слушать и смотреть:

Сейчас, в 21 веке, электричество есть практически в каждом доме. И почти каждый гражданин знает, что электричество может убить. Новость о том, что где-то кого-то убило током для нас уже обыденная, и в СМИ об этом пишут только если случай особенный — или убило известную личность, или раздолбайство совсем уж вопиющее. Но в конце XIX — начале XX века каждая смерть от удара током была в центре внимания: электричество было в диковинку. Вот немного заметок, которые попались мне на глаза:

Тысячи разобранных случаев, когда кто-то был убит электричеством, позволили инженерам выяснить некоторые закономерности и предпринять меры. А именно:

Выяснилось, что случаев смерти, когда человек умер от общения с напряжениями менее 50В почти нет. Низкое напряжение (с кучей оговорок) вполне себе безопасно. Кто лизал крону в детстве для определения заряда?) Использование низкого напряжения (12В, 24В, 36В и т.д.) хоть и дает практически полную безопасность, например в бассейне, для повсеместного использования не подходит. Если бы мы жили в альтернативной вселенной, где в домах вместо 230В всего 12В, то чайник бы кушал не 16А тока, а почти 300А, и подключался бы в розетку толстенным кабелем. А все потому что при снижении напряжения придется повышать ток, чтобы мощность прибора оставалась прежней. А большой ток требует толстых кабелей.

Второе важное наблюдение. Ток течет в замкнутой цепи, если Земля часть этой цепи — то человек всегда в опасности. А вот если человека подключить к разным цепям, изолированным друг от друга, например если коснуться одной рукой одного изолированного от земли генератора, а второй — другого изолированного генератора — то ничего не произойдет. Цепь не замкнута — ток не течет. Так появилась гальваническая развязка и развязывающие трансформаторы. Я не настолько стар, чтобы видеть это живьём, но встречал упоминания, о том что в домах устанавливали развязывающий трансформатор с розеткой в санузле, с подписью «для электробритвы». Электробритвой на 220В включенной в эту розетку можно было безопасно пользоваться, касание до проводника под напряжением, даже стоя в заземленной ванной, не могло убить. Правда маленький трансформатор мог потянуть только несколько десятков ватт мощности нагрузки, включение в такую розетку фена или обогревателя просто бы его сожгло. Поэтому в быту способ не прижился, у вас же нет отдельной комнаты под трансформатор гальванической развязки?)

Ну и наконец, усреднив индивидуальные особенности, составили вот такой график зависимости силы тока, времени воздействия и последствий для человека. Да простят меня авторы, я его немного упростил для понимания:

UPD: картинка исправлена

Оказалось, что убивает не напряжение само по себе, а протекающий через тело ток. При токах менее 0,5 мА (светло-зеленая область) человек ничего не чувствует. При токах 0,5-20 мА (темно-зеленая область) ток уже неприятно щиплет, кусает. При токах 20-100 мА (желтая область) уже конкретно трясет, сводит мышцы (руку не отдернешь) и причиняет боль. При токах более 100 мА уже некоторые могут умереть. Из графика можно понять откуда взялась величина 30 мА (зеленая линия) — при токах меньше человек вряд ли умрет и может сам принять меры, если чувствует, что его бьет током. А вот при токах больше — нужно срочно спасать, иначе помрет.

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.

Как правильно подключать устройства защитного отключения

При подключении устройств защиты от токов утечки необходимо соблюдать несколько базовых правил.

Первое и самое важное. УЗО и дифавтоматы должны эксплуатироваться в сетях с глухозаземленной нейтралью с отдельным заземляющим проводом (трехпроводная или пяти проводная система)

При этом корпуса всех электроприемников защищаемых устройствами от токов утеки должны быть надежно заземлены. Заземление может осуществляться через контакты розеток или отдельным проводом «под болт».

Второе. Необходимо следить за правильностью подключения проводов. Ноль должен подключаться к клеммам, помеченным буквой «N», а фазы к фазным клеммам. Это правило, на первый взгляд неочевидное, связано с подключением тестовой кнопки и электронной схемы защиты.

Третье. Нельзя соединять между собой одноименные проводники защищаемые разными УЗО. Такую ошибку часто совершают неопытные электрики, используя общий ноль для нескольких блоков розеток. Такое соединение при подключении нагрузки моментально приводит к срабатыванию защиты.

Возвращаемся в реальный мир. Почему могут быть ложные срабатывания

Одна из причин непринятия УЗО электриками старой закалки, являются ложные срабатывания. И ложные срабатывания (при условии, что устройство исправно) могут быть только по одной причине — есть утечка, и она ощутима. А вот причины появления утечек разнообразные:

1. Изоляция может быть нарушена. Если кабель старый, открытый солнцу, то в изоляции могут появиться трещины. Чуть намочим — и имеем непредсказуемую величину утечки.
2. Штатная утечка в оборудовании. Даже в исправном оборудовании есть некоторая величина утечки, причем при переменном токе не нужен непосредственный контакт, достаточно просто, что один из проводников делал длинную петлю вдоль корпуса. Образовавшейся емкостной связи достаточно для протекания небольшого тока. Специальным прибором можно измерить величину фактической утечки в линии со всеми подключенными устройствами. Если прямое измерение не доступно — можно воспользоваться эмпирическим правилом (7.1.83 ПУЭ) — считать что на каждый 1 А потребления тока прибором будет 0,4 мА утечки, а также 10 мкА утечки на каждый метр длины фазного проводника. (Цифры сииильно усредненные, как средняя температура по больнице, но хоть что-то). Желательно, чтобы сумма всех утечек в цепи при штатной работе не превышала 1/3 номинальной величины отключающего дифференциального тока. Ну и как вишенка на торте — если на УЗО написано, что отключающий дифференциальный ток 30 мА, это значит что при 30 мА оно точно отключится. А точно не будет отключаться при половине этого тока — 15 мА. А вот при дифференциальном токе меж этих значений — как повезет. Если у вас стоит УЗО на 30 мА, и в розетки воткнута куча устройств, что суммарные утечки при нормальной эксплуатации составляют 20 мА, то создается ситуация, когда УЗО может самопроизвольно отключиться без видимых причин.
3. Ошибка монтажа, и где-то (например в одном из подрозетников) присутствует соединение рабочего нейтрального проводника N и заземляющего PE, или они перепутаны.

Классификация приборов УЗО

Рассмотрим важные характеристики этих устройств. Устройства защитного отключения классифицируются на такие типы по принципу работы:

1. Тип АС – используется для защиты бытовых электрических приборов от тока, нарастающего медленно или возникающего скачками. Такой тип УЗО срабатывает при переменном токе.
2. Тип A, реагирует на пульсирующий постоянный ток, который может нарастать скачкообразно. Автоматы этого типа чаще всего устанавливают в квартирах и домах для отдельной защиты бытовой техники, такой как посудомоечные и стиральные машины, телевизоры. УЗО типа А более дорогие из-за своей сложности.
3. Тип В – используется на производственных предприятиях, для установки в квартирах не используются.
4. Тип S и G – эти УЗО являются селективными, то есть срабатывают через несколько секунд утечки. Смысл устанавливать эти приборы имеет тогда, если в линии установлено несколько приборов.

Также УЗО подразделяется на группы по количеству полюсов:

• двухполюсные;
• четырёхполюсные.

Двухполюсные УЗО предназначаются для работы в однофазных электросетях. Они занимают в стандартных электрощитах два места согласно стандарту DIN (0,35 см). Четырёхполюсные УЗО работают в трёхфазных сетях и занимают 4 места по стандарту DIN (0,7 см).

По типу конструкции УЗО разделяют на:

1. Электромеханические.

Электромеханические приборы срабатывают сразу при утечке тока, независимо от напряжения сети. Для работы этого устройства не требуется внешний источник питания. У них нет электронных компонентов, которые могут повредиться в результате скачков напряжения в сети.

Электронные.

Электронные УЗО имеют более тонкую механику, чем электромеханические. Механизм измерения токов работает независимо от потери напряжения в сети, так как трансформатор реагирует только на перепад разности токов. Можно сказать, что для работы УЗО этого типа необходимо напряжение в сети и утечка тока, в отличие от электромеханического типа прибора.

Противопожарные УЗО? Они все противопожарные!

Если открыть каталог производителей, можно заметить, что УЗО выпускаются на разные дифференциальные токи. Если с причиной выбора тока в 30 мА все понятно, с 10 мА тоже в принципе можно догадаться (еще более чувствительные устройства для более чуткой защиты), то зачем нужны устройства с током 100 мА и даже 300 мА? Человек же при таких токах умрет!

Такие УЗО часто называют «противопожарными», так как в силу большого дифференциального тока защиту человека от поражения электрическим током они обеспечивают слабо, а вот функцию защиты при повреждении изоляции все еще выполняют. Если изоляция будет нарушена и при контакте с другим проводником загорится электрическая дуга, то начнется обугливание изоляции и выделение тепла, что может поджечь горючие материалы вокруг. Если вам «повезет», и ток в дуге будет небольшим, то автоматический выключатель не сработает. А вот выделение тепла и температура могут быть достаточными для пожара. Конечно, потом огонь нарушит изоляцию, произойдет короткое замыкание и автоматический выключатель сработает, только огонь это уже не погасит.

Как отличить электронное УЗО от электромеханического

Различие в конструкции этих устройств не влияет на рабочие характеристики. Эти выключатели дифференциальной защиты достаточно успешно справляются со своими функциями и имеют высокие параметры. Рассмотрим конструкцию электронного и электромеханического устройства.

Электромеханический вариант защиты имеет дифференциальный трансформатор тороидального исполнения, поляризованное реле и спусковой механизм. Дифференциальный трансформатор улавливает разность токов фазового и нейтрального проводов, усиливает ее вторичной повышающей обмоткой трансформатора, и усиленный дифференциальный сигнал подается на поляризованное реле.

Оно срабатывает и включает спусковой механизм защиты. Электронная защита также имеет дифференциальный трансформатор, поляризованное реле, но размер трансформатора меньше, так как сигнал усиливается электронной платой, которая питается напряжением сети, и подает сигнал на поляризованное реле, которое также связанно с спусковым механизмом. Работает электронная защита только когда присутствует напряжение сети. Но сеть у нас еще не достигла хорошего качества.

В конструкции электронного УЗО присутствует электронный усилитель А, работающий от напряжения сети (справа)

Не редки отключения сети, понижения или повышения напряжения, импульсные помехи, резкие скачки напряжения. Электронная начинка защиты может не выдержать такие испытания и отказать. Еще один вариант, когда электронная защита не может выполнять свои функции — это отгорание или обрыв нейтрального провода (актуально для старой электропроводки).

Нейтральный провод может отгореть в вашем электрощите в подъезде, а так как электронное устройство защиты работает от сетевого напряжения, то защита будет отключена. Вы будете лишены защиты от утечки тока оставшегося фазного напряжения. Поэтому для электронного варианта выключателя нужно часто проверять его работу нажатием кнопки «ТЕСТ». Механический вариант защиты не боится отсутствия напряжения и обрыва нуля. Поэтому их надежность будет выше электронных выключателей.

Да будет срач!

Отдельная дисциплина споров — какое УЗО лучше, электромеханическое или электронное. В электромеханическом УЗО для отключения используется энергия дифференциального тока, поэтому оно может сработать при обрыве нулевого проводника, да и в целом не содержит нежной электроники, но содержит нежную механику. Электронное УЗО требует питания для работы электронного усилителя, поэтому при обрыве нуля работать перестает, часто не отключая цепь. У каждой конфигурации есть свои достоинства и недостатки. А для защиты от обрыва нуля я настоятельно рекомендую ставить реле контроля напряжения.

Но так как большинство читателей ждет от меня конкретного ответа — скажу, что это не важно. Есть требования стандартов, есть требуемые характеристики, и конкурентная цена в конце концов. Поэтому производитель дает ровно то, что от него требуют, а вот как получено желаемое — не так важно. А если производитель рукожоп, то отсутствие электроники автоматически не означает, что изделие выйдет годным. Кроме того, УЗО типа B без добавления электроники изготовить не получилось ни у одного производителя.

Для контроля исправности УЗО на передней панели есть кнопочка «тест», которая замыкая резистором цепь, имитирует появление дифференциального тока. Если УЗО при нажатии на кнопку тест отключилось — то оно исправно. Проверку исправности УЗО производители рекомендуют производить ежемесячно (какие оптимисты!), ну или я реалистично говорю о тесте раз в пол года.

Критерии выбора УЗО

Выше мы рассмотрели, какие типы и виды УЗО бывают, и убедились в необходимости их использования. На вопрос, какое УЗО выбрать для вашего дома и как подобрать этот действительно нужный прибор, лучше помогут ответить специалисты. При строительстве нового дома либо при капитальном ремонте квартиры нужно разработать проект всего электроснабжения помещения. Во время процесса ремонта возникает много технических нюансов, с ними под силу справиться лишь опытные инженеры-электрики. Именно они помогут вам правильно выбрать подходящее устройство защитного отключения для вашего дома.

Если в вашей квартире не установлено реле напряжения, то вы можете быть подвержены скачкам напряжения сети. В розетке вместо 220 Вольт может резко появиться 300 Вольт. Такие перепады напряжения очень опасны для электронного УЗО. Ведь из-за таких скачков может выйти из рабочего строя его электронная плата. Вы можете и не знать, что внутреннее устройство вышло из строя. Поэтому особо рекомендуется выполнять периодическую проверку работоспособности УЗО. Для этого существует функция «Тест» на корпусе устройства, лучше это делать раз в месяц.

Также не мешает обратить внимание на выбор производителя УЗО. Рассмотрим лучшие европейские фирмы производители данных приборов:

• ABB;
• Legrand;
• Siemens;
• Schneider electric;
• Moeller;
• AEG.

Но уже существует вполне приличная альтернатива среди отечественных производителей:

• DEKraft;
• КЭАЗ;
• ИЕК;
• Контактор.

Исходя из этого рейтинга, вы можете сами изучить отзывы на различных сайтах, чтобы определиться с производителем автоматического автомата для дома.

Также выбор зависит, куда вы будете устанавливать данное устройство – в частный дом или квартиру. Напряжение, протяжённость и количество подключённой бытовой техники, требует особого внимания при подключении УЗО.

Важно! УЗО защитит электрическую цепь только от утечки тока, а от токов перегрузки сети и короткого замыкания – не защитит. Поэтому вместе с УЗО следует установить автоматический выключатель.

Когда нельзя никому доверять

Производители некоторых устройств не могут полагаться, что покупатель адекватен и в его электрощите есть защита, поэтому добавляют свою.

В виде персонального УЗО для устройства в вилке или в виде коробочки на шнуре. Если покупатель подключит бойлер пластиковыми трубами, корпус не заземлит, то при потере герметичности ТЭНа электричество по воде в трубах и пойдет через человека в заземленную ванну. Такое УЗО защищает конкретно одно устройство, и в некоторых странах существуют нормативы, обязывающие добавлять УЗО на некоторые типы устройств. Как вы можете заметить, устройство также содержит кнопочку «тест» для проверки работоспособности защиты.

Схема подключения УЗО в квартире

Электрики советуют устанавливать УЗО только на оборудование, требующее соблюдение повышенных норм безопасности, для примера – стиральная машина, бойлер, электрическая плита, СВЧ печь. Освещение в квартире через УЗО подключать не нужно, так как при перегорании обычных ламп будет происходить отключение электричества во всей квартире.

Внимание! Самое удобное место для расположения УЗО в квартире – это место рядом с источником питания. Обычно его устанавливают рядом со счётчиком, в электрощите при входе в помещение.

Рассмотрим, по какой схеме можно подключить это устройство в квартиру.

Подключение УЗО проводится по двум распространённым схемам — TN-C и TN-C-S:

1. TN-C система.

Самая популярная, состоящая из одного общего проводника, выполняющего роль заземления и одного рабочего нулевого проводника. Эта схема является одной из самых надёжных.

2. TN-C-S система.

Эта схема включает в свой состав нулевой и заземляющий провода, объединенные в один общий проводник, разделяемый после ввода в помещение на два проводника N(ноль) и PE (заземление). Этот вариант реже встречается в нашем жилищном строительстве.

УЗО или диффавтомат? (ВДТ или АВДТ?)

Производители, с заботой о нас объединили в одном корпусе два устройства — УЗО для защиты от поражения электрическим током и автоматический выключатель для защиты от сверхтока, назвав это АВДТ — Автоматический Выключатель Дифференциального Тока. Продавцы скорее отреагируют на жаргонное название «диффавтомат». Достоинств у такого гибрида не так много — оно компактное, и оно интуитивно понятное (один рычажок, а не два). А вот недостатки есть:

1. Оно лишает гибкости проектировщиков, например поставить одно УЗО и несколько автоматов или наоборот, несколько УЗО и один автомат.
2. Оно усложняет поиск неисправности, так как обычно отсутствует индикация и сложно понять, почему оно отключилось (варианты: сработал тепловой расцепитель, электромагнитный расцепитель или электромагнит от дифференциального тока)
3. Запихивание нескольких устройств в компактный корпус всегда заставляет разработчиков идти на компромиссы.

На мой личный взгляд применение АВДТ оправдано только при апгрейде электрощитка, когда места внутри нет, а дифф. защиту хочется. Тогда можно вынуть автоматические выключатели шириной один модуль и воткнуть АВДТ шириной один модуль, и перекоммутировать провода. Щиток в таком случае расширять не придется. В остальных случаях, по моему мнению, предпочтительнее комбинация УЗО+автоматический выключатель.

Целесообразность использования УЗО

Рассмотрим, для чего нужно использовать УЗО и от каких негативных факторов воздействия устройство обеспечивает защиту.

В первую очередь — замыкание фазы на корпус электротехники. В основном к проблемным участкам относят ТЭНы нагревателей и стиральных машин. Стоит заметить, что пробой образуется только в том случае, когда теплообразующая деталь нагревается под действием тока.

Также при некорректном подключении проводов. Например, если используются скрутки без клеммной коробки, которые в последующем утапливаются в стене и закрываются слоем штукатурки. Поскольку поверхность имеет повышенную влажность, эта скрутка и будет пробоем, дающим утечку в стену.

Дифференциальный защитный механизм в этом случае будет постоянно выполнять обесточивание линии пока участок полностью не высохнет или пока не будет переделан соединительный узел.

Сфера применения обзорных аппаратов довольно разнообразна — от общественных построек до масштабных предприятий. Ими комплектуются электротехнические конструкции и схемы, предназначенные для приема и распределения: щитки в жилых домах, системы снабжения током для индивидуального потребления и т.д. Главное при этоом — правильно выбрать УЗО по мощности.

Я умер. Почему УЗО не спасло?

УЗО не панацея, но лучше пока ничего не придумали. Если взяться одной рукой за фазный проводник, а второй рукой за нулевой, то для электросети вы будете лишь очередным нагревателем, дифференциальный ток не появится и УЗО не сработает. Также если сунуть палец в патрон лампы — ток потечет через палец, но утечки в землю не будет, УЗО не отключится. Поэтому даже наличие такой защиты не означает, что можно терять бдительность и осторожность. Опытный электрик даже жену не берет одновременно за две груди

Устройство электромеханического УДТ

Электромеханические УЗО состоят из следующих основных деталей:

• корпуса;
• контактной системы состоящей из клемм, к которым подключаются питающие провода, подвижных и неподвижных контактов, которыми осуществляется коммутация;
• измерительного трансформатора и выпрямителя;
• поляризованного реле;
• системы механического отключения (расцепителя);
• системы гашения электрической дуги;
• тестовой кнопки и резистора.

Поляризованное реле

Исполнительным органом в электромеханических устройствах дифференциального тока является поляризованное реле. Поляризованное реле относится к классу бистабильных реле постоянного тока. Оно может находиться как в отключенном, так и во включенном состоянии в отсутствие напряжения на его обмотке. В УЗО на обмотку поляризованного реле поступает выпрямленное напряжение от измерительного трансформатора. При достижении порогового значения происходит переключение реле, которое механически связано с расцепителем. В результате происходит отключение УДТ.

Кнопка «ТЕСТ»

В отличие от автоматических выключателей и других аппаратов защиты, в УЗО имеется возможность выполнения проверки работоспособности устройства. Проверка выполняется нажатием кнопки «Тест». Эта кнопка вместе со специально подобранным резистором образует цепочку, которая имитирует возникновение тока утечки. Концы цепочки соединяются с нулевым и фазным проводом. Проводники цепочки не проходят через кольцевой сердечник дифференциального трансформатора. Поэтому при проведении теста нарушается баланс магнитных потоков в измерительной системе. Номинал резистора выбирают таким образом, чтобы ток искусственной утечки был равен номинальному току срабатывания дифференциальной защиты.

Резюме

1. УЗО служит для защиты человека от поражения электрическим током, и отключится при опасных для жизни значениях тока утечки. При небольших, но неопасных токах вас будет щипать электричеством.
2. УЗО работает вне зависимости от наличия заземления, с той лишь разницей, что без заземления, при пробое на корпус УЗО отключится только когда ток с корпуса сможет утечь в землю через вас.
3. УЗО не панацея, и можно убиться, взяв в руки провода фазы и ноля. Но вариантов защиты лучше УЗО все равно не придумали.
4. Электромеханическое или электронное УЗО — не важно. А вот регулярно проверять исправность нажатием кнопки «тест» важно. Использовать реле контроля напряжения тоже очень желательно.
5. В реальном мире у исправной электропроводки и устройств есть ток утечки, который может вызвать ложное срабатывание УЗО. Если УЗО срабатывает без видимых причин — разбирайтесь с токами утечки.

Действия при выбивании УЗО

Если без очевидных причин устройство отключает сеть, прежде чем вызвать электрика, проведите небольшой тест. Поскольку неисправные бытовые приборы иногда дают такой результат, то чинить или менять нужно их, а не УЗО. В случае, когда защитное устройство не включается, отсоедините от электросети все потребители электроэнергии – микроволновку, чайник, кофеварку, осветительные приборы, пр. После снова запустите УЗО: если оно подключилось, то с помощью метода исключения определите неисправный электроприбор.

Если же защитное устройство выбивает лишь периодически, соотнесите это с включением конкретного потребителя. Убедитесь в правильности результата, несколько раз проверив электроприбор включением (если каждый раз при этом УЗО отключает электричество – проблема заключается в конкретном бытовом приборе). Если же такой тест не помог, то неисправным может быть само защитное устройство или проводка, тогда стоит незамедлительно вызывать электрика.

Тип дифференциального тока УЗО

При утечке в электропроводке или обогревателе ток ее будет переменным, как и в питающей сети. Но утечки, возникающие внутри электроприборов, не всегда будут иметь только переменную составляющую. Если в них есть полупроводниковые устройства, УЗО для переменного тока может не среагировать.

Устройство трехфазного УЗО

Теперь подробно поговорим об устройстве трехфазного УЗО. Как уже было сказано, в трехфазной сети имеется три фазных проводника и один нулевой.

Напряжение между любой фазой и нулем – 220 вольт, как положено, а напряжение между фазами – 380 вольт.

Основным компонентом устройства защитного отключения является дифференциальный трансформатор. Это обычный магнитопровод из ферромагнитного материала с обмоткой. Помимо дифференциального трансформатора в УЗО присутствуют следующие компоненты:

1. 1. Корпус
2. 2. Силовые контакты (подвижные и неподвижные)
3. 3. Механизм независимого сцепления
4. 4. Силовые провода
5. 5. Реле расцепления
6. 6. Кнопка “Тест”

Теперь узнаем, что же происходит. Через катушку ЭДС, которая является частью трансформатора устройства защитного отключения проходят все провода трехфазного питания, включая нулевой провод. Так как при нормальном потреблении прибора суммарные токи всех 4-х проводов равны нулю, ЭДС в катушке не возникает.

При возникновении утечки тока по любому из проводов, происходит разбаланс, и, как следствие, сердечник трансформатора намагничивается. Все это приводит к возникновению тока в обмотке трансформатора. Если величина этого тока превышает ток срабатывания УЗО, автоматика отключает питание.

Внешнее отличие электронного и электромеханического УЗО

На корпусе диф выключателя нанесена маркировка и схема включения данного типа устройства. На отображенной схеме электромеханического устройства можно увидеть дифференциальный трансформатор, его вторичная обмотка с подключенным поляризованным реле и пунктиром показывающим связь реле с спусковым механизмом.

Схема электромагнитного УЗО (слева) и электронного (справа)

Также обозначена кнопка «ТЕСТ» с резистором. В электронном виде устройства на корпусе вы найдете различие схемы в дополнительном треугольнике с обозначением А электронного усилителя между трансформатором и поляризованным реле и соединении этого треугольника с проводами питания, фазой и нулем.

Что такое УЗО и дифференциальный автомат

Чтобы раз и навсегда разобраться с аппаратами защиты, следует перечислить все возможные нештатные ситуации, которые могут иметь место при эксплуатации электросети. Если не учитывать сравнительно безобидные неприятности вроде скачков напряжения, то данный перечень окажется не столь уж большим:

1. Перегрузка.
2. Короткое замыкание (КЗ): оба эти явления сопровождаются протеканием тока с большей силой, чем может выдержать проводка (во втором случае ток называют сверхвысоким). Из-за чрезмерного нагрева провода перегорают. Для защиты от подобных неприятностей раньше применялись предохранители — легкоплавкие перемычки, которые в случае превышения силы тока перегорали первыми, отключая таким образом защищаемую цепь. Сегодня же вместо них применяют выключатели автоматические (ВА), у которых имеются электромагнитный и тепловой расцепители. При протекании тока сверх номинального этот механизм разъединяет цепь, но после устранения неисправности его можно будет снова перевести в положение «включено».
3. Человека или животное ударило током прямым образом (прикосновение непосредственно к токоведущим частям) или косвенным (прикосновение к корпусу, который из-за пробоя изоляции оказался под напряжением).
4. Электрический контакт между проводником и каким-либо заземлённым токопроводящим (металлическим) элементом, возникший из-за нарушения изоляции. В этом случае под «заземлённым элементом» подразумевается не только корпус оборудования, подключённый к контуру заземления, но и, например, металлический короб или строительная конструкция. По месту электроконтакта протекает ток, вследствие чего здесь выделяется тепло. Это может привести к возгоранию.

Устройство защитного отключения измеряет токи в начале и конце определённого участка электрической схемы и при обнаружении разницы между ними размыкает цепь

Вот и всё — на все случаи жизни в быту применяют только два аппарата защиты — автоматический выключатель и УЗО. Как видно, у каждого из приборов имеется свой круг задач, так что их ни в коем случае нельзя считать взаимозаменяемыми. То есть в щитке обязательно должны устанавливаться хотя бы в одном экземпляре и ВА, и УЗО. А тогда почему бы не совместить оба эти прибора в одном корпусе? Так и сделали, в результате чего на свет появился третий и последний персонаж нашей истории — дифференциальный автомат.

Основные рабочие характеристики УЗО

Чтобы устройство сработало в нужный момент, необходимо его правильно выбрать согласно рабочим характеристикам и подключить.

Основным параметром является значение номинального тока. Это максимальный ток, который выдерживает данное устройство при длительном эксплуатационном сроке, оставаясь в рабочем состоянии и сохраняя защитные характеристики. Вы найдёте эту цифру на лицевой панели устройства, она должна соответствовать одному из показаний в стандартном ряду – 6, 10, 16, 25, 32, 40, 63, 80, 100 А. Этот параметр УЗО зависит от нагрузки защищаемой линии и сечения проводников.

Схема подключения УЗО предусматривает совместную установку этого устройства с автоматическими выключателями.

Это важно помнить, потому что УЗО защищает лишь от токовых утечек, а автомат среагирует на отключение цепи в режиме короткого замыкания и перегруза. На видео показано, можно ли подключать УЗО, если в квартире нет заземления:

На видео показано, можно ли подключать УЗО, если в квартире нет заземления:

По номинальному току УЗО надо выбирать на порядок выше, чем установленный с ним в паре автомат.

Следующий важный параметр – номинальный отключающий дифференциальный ток. Это и есть необходимое значение токовой утечки для отключения УЗО. У дифференциальных токов также существует стандартный ряд, величины в нём нормируются в миллиамперах – 6, 10, 30, 100, 300, 500 мА. Но на УЗО эту цифру обозначают в амперах – соответственно, 0,006, 0,01, 0,03, 0,1, 0,3, 0,5 А. Этот параметр вы тоже найдёте на корпусе устройства.

Чтобы защищать людей на УЗО надо выставлять уставку по току утечки 30 мА, потому что величины, которые выше, приведут к поражению, электротравме и даже летальному исходу. Так как наиболее опасной считается среда во влажных помещениях, то на защищающих их УЗО выбирают уставку 10 мА.

Надеемся, что поняв основное назначение УЗО и принцип его работы, вы не станете пренебрегать этим важным элементом защиты, и сделаете свою жизнь безопасной.