Ak-montazh.ru

Интернет-энциклопедия по ремонту
7 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Принцип действия и назначение УЗО в электрических сетях

Что такое УЗО — назначение, принцип действия, маркировка и виды

Если вы обратили внимание на данную статью, то наверняка не так давно задались вопросом – «Что такое УЗО и каково его предназначение?». Мы попытаемся максимально подробно ответить на данный вопрос. Ну а для начала скажем, что аббревиатура УЗО расшифровывается как устройство защитного отключения .

Что такое УЗО - назначение, принцип действия, маркировка и виды

Что такое УЗО в электрике

Несмотря на то, что в наши дни электропроводка максимально защищена от контактов с людьми и печальных последствий, от утечек никуда не деться. Тут-то незаменимым помощником и станет УЗО. Прибор молниеносно среагирует на повышенное значение тока в месте утечки и перекроет подачу электроэнергии.

УЗО – это один из основных «винтиков» в защитной автоматике нынешних электрических сетей. Прибор коммутирует электроцепи и защищает их от токов, которые протекают по нежелательным при стандартных условиях проводящим путям. Это повысит шансы на то, что ваше жилье или предприятие будет защищено от пожаров, и никто не пострадает от разряда тока.

Отметим, что у данного аппарата есть функция включения или отключения электроцепей. Иными словами, он может производить их коммутацию. Соответственно, прибор является коммутационным.

Для чего устанавливают УЗО

Многие потребители слышали о существовании такого чудо-аппарата, как УЗО, но далеко не все знают, для чего оно нужно. Понять общие принципы функционирования агрегата можно даже без наличия глубоких познаний в электричестве. До недавних времен в жилых домах УЗО не использовали. Но в наши дни все изменилось, и теперь приборы всё чаще стали встречаться в квартирах, поэтому стоит узнать о них побольше.

Что такое УЗО - назначение, принцип действия, маркировка и виды

Как уже было сказано, УЗО устанавливают для того, чтобы предотвратить утечки тока, приводящие к возгоранияю проводки и пожарам. Кроме того, УЗО убережет вас от удара током, что может привести к существенным проблемам со здоровьем или, не дай Бог, летальному исходу при контакте с неизолированными проводами и токопроводящими секциями электрооборудования.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! УЗО отличается от автоматов, защищающих проводку от перегрузок и коротких замыканий, его цель существенно повысить защищенность людей.

Принцип действия УЗО

Функционирование устройства построено на фиксации тока утечки на «землю» и отключении электросети в случае такого ЧП. Наличие утечки прибор фиксирует только по разнице между токами: теми, что вышли из прибора, и теми, что вернулись обратно.

Что такое УЗО - назначение, принцип действия, маркировка и виды

Если с электросетью все в порядке, то токи идентичны по величине, однако разнятся по направлению. Как только появляется утечка — к примеру, вы дотронулись до незаизолированного на 100% провода — часть тока уходит «на землю» по другому контуру (в данном случае – посредством тела человека). Как результат, ток, вернувшийся в УЗО через нейтраль, будет меньше вышедшего.

То же самое происходит, если в одном из электрических приборов повредилась изоляция. Тогда под напряжением оказываются корпус или другая деталь. Задевая их, человек создает еще один контур «на землю». В этом случае часть тока будет двигаться по нему, то есть, баланс разрушится.

Конечно, если изоляция повреждена, то контур ответвления может появиться и без участия человеческого тела. В данной ситуации прибор также отреагирует на 100% и убережет участок сети от печальных последствий вроде перегрева и пожара.

Что такое УЗО - назначение, принцип действия, маркировка и виды

Когда необходима установка УЗО?

Устройство показано к установке, когда существует необходимость защитить групповые линии, обеспечивающие питание розеток штепсельного типа для переносных электроприборов. Обязательно следует устанавливать УЗО, если автовыключатель или предохранитель не предоставляет время автоотключения 0,4 секунды с учетом номинального напряжения 220 В из-за малых показателей токов короткого замыкания.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! Рекомендовано применение дифференциального автомата, который представляет из себя единый прибор УЗО с автовыключателем, надежно защищающим от сверхтока и утечек.

Кроме того, рекомендуется устанавливать УЗО, если в вашей семье есть люди, «любящие» неосторожно обращаться с электропроводкой. Самый простой случай: человек сверлит стену, при этом опираясь босой ногой на батарею, и задевает фазный провод. Тот пролетает по цепочке «металлический корпус дрели — рука — грудная клетка — нога — батарея» и приводит к ужасным последствиям: параличу сердца или остановке дыхания (иногда – все вместе). Если у вас установлено УЗО, оно мгновенно «поймет», что часть тока не вернулась, и тут же отключит электричество. Да, удар током произойдет, но разряд будет минимальным.

Когда УЗО не поможет?

Впрочем, не стоит считать УЗО панацеей от любых бед с электричеством. Прибор не настолько умен, чтобы понять, что именно включено в электрическую цепь – лампочка или человек. Отключение произойдёт только при наличии утечки.

УЗО не спасает от перенапряжения, в т.ч. от импульсного, а также от низкого напряжения, которое «убивает» электродвигатели — в холодильнике, стиральной машинке и так далее.

Агрегат также не защищает от короткого замыкания. Эту задачу выполняет автоматический выключатель или дифференциальный автомат.

Сколько УЗО нужно устанавливать?

Что такое УЗО - назначение, принцип действия, маркировка и виды

Чтобы определить точное количество УЗО, требуемое для конкретного помещения, понадобится специалист, который сможет провести соответствующие расчеты. Например, в 1-комнатной квартире, вероятнее всего, хватит одного такого прибора, рассчитанного на ток утечки в 30 мА. А вот в квартире с четырьмя комнатами при наличии 15 групп розеток понадобится не менее пяти УЗО, а также по одному устройству на всю группу освещения, электроплиту и водонагреватель.

Исходят обычно из того, что одна группа электроприборов — одно устройство защитного отключения 30 мА плюс одно противопожарное УЗО 100 или 300 мА.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! Чтобы контролировать электропроводку в целом, на входе в частный дом рекомендуется устанавливать одно общее УЗО с номинальным отключающим током 300 мА в дополнение к расчетным.

Когда установка УЗО нецелесообразна?

Иногда устанавливать устройство просто нет смысла. Одной из таких ситуаций является наличие старой и дряхлой проводки. Умение УЗО обнаружить утечку может стать головной болью, если прибор начнет срабатывать непредсказуемо (а именно это и происходит при плохой проводке). В таком случае лучшим решением будет поставить УЗО не в цепь электроснабжения квартиры в целом, а в местах с повышенной опасностью для использования розеток.

Читайте так же:
Перекидной выключатель: маркировка, виды, особенности подключения

Что такое УЗО - назначение, принцип действия, маркировка и виды

Нет смысла также покупать некачественное УЗО. На современном рынке можно обнаружить не только оригинальные устройства, но и широчайший ассортимент подделок неизвестного происхождения. Многие из таких приборов сделаны «на коленке за углом». Применение подобных устройств совершенно недопустимо и нецелесообразно. Перед покупкой внимательно изучите техническую документацию и сертификаты качества приобретаемого агрегата.

Не имеет смысла установка прибора в линиях, которые дают напряжение на стационарное оборудование и светильники, а также в общих электросетях.

Устройство

Устройство УЗО предполагает наличие:

  • датчика утечки;
  • поляризованного магнитного реле.

В основе действия прибора лежат законы, основывающиеся на входящей и выходящей электроэнергии в замкнутых цепях с предельно большими нагрузками. Это свидетельствует о том, что у тока должно быть только одно значение, вне зависимости от фазы прохождения.

Что такое УЗО - назначение, принцип действия, маркировка и виды

Внутри устройства находятся три магнитные катушки. Через первую проходит фаза, через вторую нуль. Ток создает магнитные поля на входе и на выходе катушек прибора.

Если все работает, как должно, взаимные поля уничтожают друг друга. Если на одной из катушек происходит нарушение баланса, то есть образуется утечка тока, то это приведёт к действию третей катушки, имеющей реле для отключения питания.

Основные технические характеристики

Каждое УЗО обладает определенным набором технических параметров, которые следует изучить перед приобретением:

  • производитель;
  • наименование модели;
  • рабочий ток — предельная величина тока, которую прибор может коммутировать;
  • параметры электросети (напряжение и частота);
  • ток утечки — максимальная величина тока утечки, на которую реагирует прибор;
  • тип УЗО;
  • рабочий температурный диапазон;
  • номинальный условный ток короткого замыкания;
  • схема устройства УЗО.

Расшифровка маркировки

Маркировка наносится на корпус УЗО, что делает выбор нужной модели более удобным и легким. В первую очередь, указывается производитель, но там есть и другая важная информация:

  • «УЗО» или «ВД» — означает, что это устройство защитного отключения;
  • 16А – максимальный ток, на который рассчитаны контакты изделия и другие внутренние элементы;
  • In 30mA – ток утечки, при котором сработает УЗО;
  • 230В и 50Гц – напряжение и частота, при которых работает агрегат;
  • S — УЗО селективное;
  • знак «

Кроме того, имеются надписи около каждого контакта для правильного подключения УЗО:

  • N (сверху) – на этот контакт заводится приходящий нулевой проводник;
  • 1(сверху) – сюда подсоединяется приходящий фазный проводник;
  • 2 (снизу) – в это место подсоединяется фазный проводник, отходящий на нагрузку;
  • N (снизу) или отсутствие буквы – подключается нулевой проводник, отходящий на нагрузку.

Чтобы выбрать УЗО, которое идеально подойдет именно для вашей электросети, необходимо детально разобраться в маркировке, пусть эта задача весьма кропотлива и утомительна.

Виды и типы

Современные производители предлагают самые разные виды и типы УЗО. Два самых популярных типа агрегатов по своему внутреннему исполнению на рынке электротоваров – это электромеханические (не зависят от силы тока) и электронные (зависят). Также выделяют селективные и противопожарные устройства.

Что такое УЗО - назначение, принцип действия, маркировка и виды

Электромеханическое

Электромеханические УЗО широко популярны в использовании и применяются в электрических цепях переменного тока. Чем это вызвано? Тем, что при обнаружении утечки такое устройство сработает, предотвратив печальные последствия даже при самом мизерном напряжении.

Что такое УЗО - назначение, принцип действия, маркировка и виды

Такой тип УЗО во многих странах считается эталоном качества и тем, которое обязательно к повсеместному использованию. Немудрено, ведь такое УЗО будет работоспособным даже при отсутствии нуля в сети и может спасти чью-то жизнь.

Электронное

Такие УЗО легко найти на любом строительном рынке. Разница их от электромеханических в наличии внутри платы с усилителем, для работы которой необходимо питание.

Что такое УЗО - назначение, принцип действия, маркировка и виды

Однако у таких УЗО, как уже было сказано, есть огромный недостаток – не факт, что они сработают при утечке тока (все зависит от напряжения в сети). Если отгорел ноль, а фаза осталась, то риск поражения током никуда не девается.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! Мы ведем речь о преимуществах и недостатках УЗО в целом, а не конкретных моделей. Если сильно «повезет», вы можете стать обладателем некачественного УЗО как электромеханического, так и электронного.

Селективное

Главное отличие селективного УЗО от «собратьев» — наличие в схеме функции выдержки времени отключения цепи, которой питается нагрузка, т.е. селективности. Зачастую этот параметр не превышает 40 мс. Из этого мы делаем вывод, что селективные приборы не годятся для защиты от поражения при непосредственном прикосновении.

Что такое УЗО - назначение, принцип действия, маркировка и виды

Ещё одной особенностью селективных агрегатов является хорошая устойчивость по реакции на скачки тока и напряжения (вероятность ложных срабатываний почти нулевая).

Противопожарное

Как следует из названия, такие УЗО используются в системах электроснабжения квартир и домов для предотвращения возгораний. Однако защитить человека они не в состоянии так как ток утечки, на который они рассчитаны равен 100 или 300 мА.

Что такое УЗО - назначение, принцип действия, маркировка и виды

Обычно эти агрегаты устанавливаются в щитах учета или в этажных распределительных щитах. Их основная задача:

  • защита вводного кабеля;
  • защиты линий потребителей, в которых дифференциальная защита не установлена;
  • как дополнительная ступень защиты (если стоящий ниже него аппарат вдруг не сработал).

Количество полюсов

Так как УЗО работает на сравнении токов, которые проникают сквозь дифференциальный орган, то численность полюсов у агрегата совпадает с числом токоведущих проводников. В некоторых случаях УЗО дозволено использовать с 4-мя полюсами для работы в двух- или трехпроводной сети.

При этом не забудьте оставить в запасе свободные полюса фаз. Агрегат будет благополучно делать свое дело не полностью, а частично, что, в общем-то, невыгодно с финансовой точки зрения, но возможно.

Принцип действия и назначение УЗО в электрических сетях

Устройство защитного отключения или УЗО – это прибор, используемый в электрических цепях для предохранения рабочего персонала и бытовых потребителей от удара электрическим током. Его установка возможна не только в однофазных цепях, но и в питающих линиях трехфазного тока, нередко эксплуатируемых в загородных домах. Для более глубокого понимания особенностей функционирования прибора потребуется разобраться с его назначением, принципом работы, а также со всеми тонкостями монтажа в пределах объекта.

Принцип работы

При знакомстве с автоматом УЗО самое главное – понять принцип его защитного действия. При этом важно отметить следующее:

  • в конструкции устройства предусмотрен дифференциальный модуль, фиксирующий разность величин втекающего и вытекающего токов;
  • при ее обнаружении он посылает сигнал на исполнительный блок, размыкающий контакты подачи питания;
  • поскольку устанавливается автоматический прибор сразу вслед за электросчетчиком (до распределительного автомата), при его срабатывании цепь питания объекта мгновенно отключается.

В каких случаях УЗО необходимо

В качестве надежной защиты УЗО автоматы полезны лишь в следующих случаях:

  • при явном повреждении изоляции проводов в электроприборах;
  • при небрежном обращении с действующей электропроводкой (прямой контакт с ней при сверлении стен, например);
  • при нарушении правил обращения с электрическими приборами.

В ситуации с поврежденной изоляцией часть прямого тока начнет течь через тело человека, прикоснувшегося к проводке. В этом случае защитное устройство сразу же реагирует на обнаруженное несовпадение на входе и выходе и мгновенно отключает линию питания от нагрузки. Отключение автомата происходит настолько быстро, что ток за это время не успевает достичь опасной величины.

При сверлении стены с необесточенной проводкой ток потечет по схеме рука человека – его нога – бетонный пол – арматура заземления дома. Из-за этой утечки возникнет разница входных и выходного токов и автомат тут же сработает.

При неосторожном обращении с электроприборами дело обстоит еще проще. Если включенный в сеть фен, например, упадет в наполненную водой ванну – ток утечки через нее тут же вызовет срабатывание защиты, исключив поражение человека. То же самое произойдет при случайном попадании в воду любого другого включенного в электросеть прибора.

Устанавливать УЗО в питающую цепь объекта незачем в ситуации, когда смонтированная на нем электропроводка находится в ветхом состоянии. В этом случае до ее обновления проще всего поставить УЗО на особо ответственный линейный участок (в подвал или в ванную, например). Если в этом месте проводка сохранилась в нормальном состоянии, устройство будет работать без ложных срабатываний.

Сколько УЗО необходимо для квартиры или дома

Чтобы определиться, сколько приборов необходимо установить в квартире, обычно исходят из действующих нормативов, согласно которым для этого хватает одного УЗО. Для обеспечения более высокого уровня защиты еще одно устройство ставится на особо опасные ответвления домашней электропроводки (в ванную комнату, например).

Установка защиты в отдельную линию с рабочей нейтралью питания позволяет защитить человека от случайного поражения в условиях повышенной влажности.

Нередко дополнительные УЗО ставятся в такие опасные с точки зрения климатических условий помещения, как кухня, чердак и подвал загородного особняка или дома. При этом они могут обслуживать целую группу нагрузок, включая лампочки освещения. Согласно ПУЭ, линейные приборы используются совместно с устройством ограничения по максимальному току (автоматом, рассчитанным на соответствующую уставку). Специалисты советую заменять такую пару комплексным защитным прибором – дифавтоматом, объединяющем в одном корпусе УЗО и автоматический выключатель.

Виды УЗО

По виду тока, коммутируемого в рабочих цепях, известные образцы УЗО подразделяются на следующие классы:

  • Приборы типа «АС» предназначены для работы с переменным током аналоговой формы (синусоида).
  • Устройства класса «А» реагируют на синусоидальный переменный и пульсирующий постоянный ток.
  • УЗО типа «В» работают со всеми видами токов.

По своей конструкции и способу переключения исполнительного модуля известные защитные приборы делятся на электромеханические и электронные устройства.
В первых моделях используются э/м реле обычного типа, в их электронных аналогах – выключатели на полупроводниковых элементах.

Прибор может изготавливаться в виде дифференциального автомата, совмещающего в себе сразу две функции (обычного автоматического выключателя и УЗО). В этом состоит отличие двух типов защитных устройств. Как особая их разновидность рассматриваются автоматы дифференциального тока (АВДТ), обозначаемые как УЗО-Д.

Технические характеристики и расшифровка обозначений

Любой автомат УЗО, включаемый в действующую электрическую цепь, описывается рабочими характеристиками, основными из которых являются:

  • торговая марка и серийный номер;
  • тип тока, на который реагирует УЗО: постоянный, переменный или пульсирующий;
  • номинальный рабочий ток;
  • величина утечки, при которой УЗО отключает питающую цепь;
  • рабочее напряжение.

Первый из этих показателей наносится фирмой изготовителем на передней панели корпуса прибора. Торговый бренд защитного устройства удается расшифровать сразу и без особых осложнений, ознакомившись с его символичным обозначением. В качестве примера, иллюстрирующего возможность такой расшифровки, приводятся образцы трех различных фирм, каждом из которых производитель обозначает свою марку и серию. Это изделия от производителей Hager, IEK, а также Schneider Electric.

После обозначения серии на корпусе автомата указывается номинальный ток. Под этим значком понимается его максимальная величина, выдерживаемая электроприбором УЗО длительное время без разрушения. Шкала номинальных токов соответствует стандартному ряду аналогичных значений для защитных автоматов, что позволяет заменить оба эти прибора одним дифференциальным устройством.

Дифференциальный ток УЗО – это значение утечки, при котором данный прибор срабатывает наверняка. Этот показатель наносится на корпус устройства и обозначается как IΔn. Расшифровывается значок стоящими после него цифрами, означающими точнее значение параметра для дифференциальных токов из следующего ряда: 6 – 10 – 30 – 100 – 300 – 500 мА. Рабочее напряжение прибора принимает два значения (220 и 380 Вольт).

Порядок подключения

Порядок подключения УЗО в электрическую цепь нормируется действующими стандартами (ПУЭ, в частности). В соответствии с требованиями нормативов место включения прибора определяется с учетом возможности общей или выборочной коммутации питающих линий. Если УЗО используется одно на всю квартиру, оно устанавливается на DIN-рейке электрического щита сразу после электросчетчика и перед линейными автоматами, защищающими отдельные нагрузки.

При применении устройства в качестве селективного элемента оно монтируется в ответвлении от общей линии питания, нуждающейся в особой защите.

При монтаже нужно внимательно следить за тем, чтобы фаза подводящего провода подключалось к верхней клемме с обозначением «1», а отводилась от нижнего контакта под маркировкой «2».

Ноль однофазной сети подключается к верхней клемме под обозначением «N», а отводится от нижнего контакта, имеющего аналогичную маркировку. Для случая установки 4-х полюсного прибора в трехфазной линии питания количество фазных контактов увеличится втрое (клеммы N, к которым следует подключать землю, останутся без изменения).

Правила запуска и эксплуатации

При обслуживании устройства особое внимание обращается на следующие моменты:

  • В современных моделях УЗО предусматривается возможность тестирования устройства с помощью специальной кнопки «Тест».
  • Эта процедура проводится перед запуском его в эксплуатацию, что позволяет убедиться в правильности подключения прибора.
  • Тестирование проводится в двух самых распространенных режимах (10 и 30 мА).

В процессе эксплуатации, согласно требованиям ПУЭ, необходимо периодически проверять тестовую работоспособность устройства, которое может включаться как в линии с заземлением, так и без него. В последнем случае эффективность работы УЗО несколько снижается.

При рассмотрении назначения устройств дифференциального типа следует иметь в виду, что они способны защищать не только силовые цепи. Такой прибор нередко используется и для защиты проводки, прокладываемой до источников света. Это характерно для влажных помещений типа ванны.

Принцип работы и устройство УЗО (устройства защитного отключения)

Принцип действия УЗО

Для многих уже не новость, что современная бытовая электрическая сеть обязательно должна иметь защиту УЗО. Тем, кто ещё ничего не знает о таких защитных элементах, скажем, что это – основа человеческой безопасности. Также устройство способствует предотвращению пожаров, вызванных возгоранием электрической проводки. Поэтому знакомство с этим элементом защиты и автоматики не будет лишним. Давайте поговорим подробно об устройстве, из чего оно конструктивно устроено и каков принцип действия УЗО?

Как возникает ток утечки?

Чуть ниже мы рассмотрим для чего необходимо УЗО, но сначала разберёмся, что такое токовая утечка? Вся работа устройства связана именно с этим понятием.

Если сказать простыми словами, то утечкой тока называют его протекание из фазного проводника в землю по пути, который для этого является нежелательным и совсем непредназначенным. Это может быть корпус электрического оборудования или бытового прибора, прутья металлической арматуры либо водопроводные трубы, сырые оштукатуренные стены.

Токовая утечка возникает при нарушениях изоляции, которые могут произойти по ряду причин:

  • старение в результате длительного срока эксплуатации;
  • механическое повреждение;

Поврежденная изоляция провода

  • термическое воздействие в случае, когда электрооборудование работает в режиме перегруза.

Опасность токовой утечки состоит в том, что при нарушении изоляции электрической проводки на описанных выше объектах (корпус прибора, водопроводная труба или оштукатуренная сырая стена) появится потенциал. Если человек к ним прикоснётся, то выступит в роли проводника, через который ток будет уходить в землю. Величина этого тока может быть таковой, что вызовет самые печальные последствия, вплоть до смерти.

На видео демонстрация действия УЗО

Как определить, есть ли в вашем доме токовая утечка? Первым признаком этого явления станет еле ощутимое воздействие электричества, то есть когда вы к чему-то прикасаетесь, вас как бы слегка бьёт током. Наиболее часто это опасное явление наблюдается в ванных комнатах. Для того чтобы гарантировать себе безопасность в собственной же квартире, её надо оборудовать защитными элементами.

Применяют для этой цели УЗО (расшифровываются как устройства защитного отключения) либо дифференциальные автоматы.

Что лежит в основе срабатывания УЗО?

Принцип работы УЗО основывается на методе измерений. На входе и выходе регистрируются показания протекающих через трансформатор токов.

Принцип действия УЗО

Если входное токовое показание выше, чем на выходе, значит, в цепи где-то имеется токовая утечка и защитное устройство отключается. Если эти показания одинаковые, то срабатывания УЗО не происходит.

Поясним немного подробнее этот принцип для двухпроводной и четырёхпроводной системы. УЗО в однофазной сети не срабатывает, когда по проводникам фазы и нейтрали протекают одинаковой величины токи. Для трёхфазной сети необходимы одинаковые показания тока в нулевом проводе и суммы токов, проходящих по фазным жилам. В обоих вариантах сети, когда есть разница в токовых величинах, это свидетельствует об изоляционном пробое. Значит, через это место пройдёт токовая утечка, и устройство защитного отключения сработает.

УЗО после этого нельзя включать, пока не будет обнаружено место повреждения.

Давайте весь этот теоретический принцип работы УЗО переведём на практический пример. В домашнем распредщитке произведена установка устройства защитного отключения с двумя полюсами. К его верхним клеммам выполнено подключение вводного двухжильного кабеля (фазы и ноля). На нижние клеммы подсоединяются ноль с фазой, идущие к какой-то нагрузке, предположим, в розетку, питающую водонагревательный бойлер.

Схема подключения УЗО

Защитное заземление корпуса бойлера выполняется проводом в обход УЗО.

Если в электросети нормальный режим, то перемещение электронов осуществляется по фазному проводу от вводного кабеля на ТЭН бойлера через УЗО. Обратно они двигаются на землю снова через УЗО, но уже по нейтральному проводу.

Проходящие через устройство токи имеют одинаковую величину, но направление у них противоположное (встречное).

Предположим ситуацию, когда на ТЭНе повредилась изоляция. Теперь ток через воду частично окажется на корпусе бойлера, а потом уйдёт в землю через провод защитного заземления. Остаток тока вернётся по нейтральному проводу через УЗО, только он уже будет меньше входящего ровно на показание токовой утечки. Эту разницу определяет УЗО, и если цифра будет выше уставки срабатывания, устройство сразу реагирует на разрыв цепи.

Такой же принцип действия и срабатывания УЗО, если человек прикоснётся к оголённому проводнику или корпусу бытового прибора, на котором появился потенциал. Токовая утечка в такой ситуации происходит через человеческое тело, устройство моментально обнаруживает это и прекращает подачу электричества путём отключения.

Срабатывание УЗО

Серьёзных травм не последует, потому что УЗО реагирует почти моментально.

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).

Схема УЗО

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.

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

Внутреннее устройство УЗО

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 обозначается УЗО на схеме?

Для подключаемых УЗО имеется по два общепринятых символа на схемах.

Несмотря на конструктивную сложность, обозначение устройства постарались сделать максимально простым. Лишнего ничего нет, только следующие элементы:

  1. Трансформатор дифференциального тока, который схематически изображается как сплюснутое кольцо.
  2. Полюса (два для однофазной сети, четыре для трёхфазной сети).
  3. Выключатель, действующий на разрыв контактов.

При этом именно полюса имеют два вида обозначения:

  • Иногда они рисуются ровными вертикальными линиями в зависимости от количества (две или четыре).
  • В других случаях из соображения компактности рисуется одна вертикальная ровная линия, а количество полюсов наносится на неё в виде маленьких косых чёрточек.

Обозначение УЗО на схемах

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:

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.

Обозначения на корпусе УЗО

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.

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

Давайте разберемся, что такое УЗО (устройство или выключатель дифференциального тока) и зачем оно применяется?

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.

УЗО, устройство защитного отключения это

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.

Устройство и принцип работы УЗО

Принцип работы УЗО

Кроме дифференциального трансформатора, УЗО содержит контрольное магнитоэлектрическое реле, соленоид управления основными контактами и элементы диагностики.

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).

Маркировка УЗО

Наименование

Расшифровка

Номинальное напряжение (электронные УЗО очень чувствительны к скачкам напряжения)

Номинальный ток нагрузки (max ток, который УЗО может пропускать продолжительное время, без вреда для устройства)

Номинальная частота сети

Номинальный отключающий дифференциальный ток или чувствительность, установка по току утечки (ток утечки, при котором УЗО срабатывает)

Номинальный неотключающий дифференциальный ток (при котором УЗО не должно срабатывать). Формула IΔn0 = 0,5 IΔn.

Номинальная коммутационная способность. Формула Im = 10 In

Номинальная включающая и отключающая способность по дифференциальному току

Номинальный условный ток короткого замыкания (стойкость к токам короткого замыкания)

Номинальный дифференциальный ток короткого замыкания

Время отключения при номинальном дифференциальном токе

Нулевой проводник обозначен литерой N (нейтраль).

Индикатор положения контактов — показывает было ли выключено УЗО вручную или оно отработало по утечке.

Типы УЗО, разновидности

  • 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.

Тип тока утечки УЗО

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

Чем отличается УЗО от дифавтомата?

Как выбрать УЗО?

Какое УЗО выбрать

Как правильно подключить УЗО?

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.

Правильное подключение УЗО в однофазной сети с заземлением

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.

Правильное подключение УЗО в 1-фазной сети без заземления

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.

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.

Правильное подключение УЗО в трехфазной сети

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).

Как подключить УЗО в щитке

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.

Схема подключения УЗО

Также нельзя объединять нулевой проводник после УЗО с проводником защитного заземления (то есть объединять рабочий и защитный ноль).

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию