Конструкция узо

Зачем нужно УЗО

Со временем изоляция проводки и электрических приборов стареет. При замыкании проводов на незаземленные корпуса приборов возникает опасность удара человека электрическим током. При касании проводов к стенам по последним протекает ток утечки, что может привести к пожару.

Автоматические выключатели срабатывают при КЗ и перегрузках, когда через них протекают токи, измеряемые в амперах. Для человека представляет опасность ток утечки, превышающий 10 мА, что в сотни раз меньше тока срабатывания автомата. Пожар может возникнуть при токах утечки от 0,3 А. С другой стороны УЗО не срабатывает при коротких замыканиях, поэтому не может заменить автоматы. Функции защиты от утечек и коротких замыканий совмещены в дифференциальных автоматах.

Автоматические выключатели подбирают по номинальному току , УЗО – по чувствительности, измеряемой в миллиамперах. Устройства защитного отключения, служащие для защиты человека, отключают напряжение при токах утечки до 30 мА, для противопожарной защиты – от 100 до 300 мА.

Устройство, принцип действия, классификация

УЗО выполнено в диэлектрическом корпусе. На корпусе имеются:

• рычаг расцепителя;
• кнопка для проведения тестов;
• входные и выходные клеммы;
• маркировка (логотип изготовителя, номинальные напряжение и ток , схема подключения, ток утечки).

В состав устройства входят дифференциальный трансформатор, катушка расцепителя, расцепитель, схема для проведения тестов. При отсутствии утечки по обмоткам трансформатора течет только ток нагрузки (см. рисунок ниже).

Поскольку обмотки включены встречно и по ним протекает одинаковый ток, магнитные потоки, наводимые в сердечнике трансформатора, взаимно компенсируются.

При появлении утечки токи в обмотках различаются, поэтому магнитные потоки не компенсируются. В управляющей цепи возникает ток, воздействующий на катушку расцепителя. Расцепитель срабатывает и разрывает цепь. Для проверки работоспособности устройства используется кнопка «Тест», замыкающая фазу на землю через сопротивление.

По роду тока утечки и характеру срабатывания УЗО делят на следующие типы:

• АС – мгновенное срабатывание, синусоидальный ток;
• А – мгновенное срабатывание, постоянный или переменный ток;
• В – мгновенное срабатывание, пульсирующий, переменный, постоянный токи;
• S, G – срабатывание с задержкой времени.

Существуют УЗО механического и электронного действия. Электронные устройства не срабатывают при обрыве нейтрального провода перед электрическим щитком, поэтому считаются менее надежными.

Источник: zen.yandex.ru

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;

• 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.

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.

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.

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).

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.

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.

 

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.

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.

Источник: YaElectrik.ru

Разбираем устройство защитного отключения

В данной статье рассмотрим устройство и конструкцию защитных устройств двух вариантов: электромеханического и электронного.

Напомню, что отличаются они между собой тем, что электромеханическое срабатывает при возникновении тока утечки в защищаемой сети. А для срабатывания электронного необходим два условия ток утечки и напряжение сети. Если напряжения на входных клеммах не будет (например, отгорит один из проводов) то электронное устройство не сработает даже при наличии утечки.

Устройство УЗО электромеханического типа

В качестве примера рассмотрим устройство и конструкцию УЗО электромеханического типа фирмы Hager CD 241J 40А/30 мА. Я давно пользуюсь модульным оборудованием этого бренда и могу оставить только положительные отзывы.

Для того чтобы добраться до внутренностей необходимо снять верхнюю крышку. Крепится она на двух защелках. Аккуратно поддеваем их отверткой с мелким жалом и снимаем крышку. Крышка снимается вместе с кнопкой «Тест». Перед нами вся внутренняя конструкция УЗО Хагер.

Перед нами рычаг управления со спусковым механизмом, верхние и нижние контакты. С боковой части в синем корпусе находится поляризованное реле. Питание на реле поступает от сердца УЗО дифференциального трансформатора. Иногда еще его называют тороидальным.

Чтобы к нему добраться откручиваем болт и снимаем раму, на которой крепится спусковой механизм вместе с реле.

Дифференциальный трансформатор имеет первичную и вторичную обмотку. Первичная обмотка выполнена толстым медным проводом — по два витка на каждый полюс. Сам трансформатор вынуть не удалось, он впаян в корпус УЗО. Вторичная обмотка намотана тонким медным проводом. Ее выход подается на плату с диодным мостом, там сигнал преобразовывается и поступает на поляризованное реле.

Если присмотреться в нижней части поляризованного реле имеется шток. При поступлении сигнала с дифференциального трансформатора (а это происходит при возникновении утечки) якорь реле толкает этот шток и он в свою очередь воздействует на механизм отключения УЗО. После чего силовые контакты размыкаются и утечка устраняется.

Далее снимаем механизм с подвижными контактами и конструкция узо позволяет нам увидеть дугогасительную камеру.

Как видим никаких, электромагнитный и тепловых расцепителей в устройстве защитного отключения не предусмотрено. Именно поэтому УЗО всегда подключают в паре с автоматическим выключателем, который защищает его от сверхтоков.

Подвижные контакты закреплены на поворотном механизме и соединены с клеммами для подключения гибкой связью.

Друзья остались у меня вопросы по поводу кнопки «ТЕСТ». Я не понял, на что она воздействует и что при этом срабатывает. Давайте разбираться. Если приставить верхнюю крышку УЗО к корпусу то кнопка будет расположена как раз под пружиной. И воздействует кнопка именно на нее.

Под рамой спускового механизма имеется токоограничивающий резистор. Именно он задает необходимую величину тока утечки при проверке узо. Один контакт резистора связан с фазной клеммой, другой – как раз с указанной пружиной. Вопрос как работает эта система?

Чтобы понять работы этой системы я даже подключил провода на вход УЗО и методом научного «тыка» разобрался, что к чему. Оказывается «кнопка» проверки вовсе не кнопка, а лишь рычаг который закорачивает два полюса через токоограничивающий резистор.

При нажатии кнопки пружина касается пластинки, которая в свою очередь соединена с клеммой другого полюса УЗО. При контакте через резистор протекает ток и УЗО отключается.

С помощью мультиметра я измерил сопротивление данного резистора. Его сопротивление составляет порядка 6.29 кОм. При напряжении в сети 220 Вольт, имеет ток – 35 мА. Вот такие дела друзья. Это мы рассмотрели, из чего состоит УЗО электромеханического типа.

Конструкция электронного УЗО

Теперь давайте разберем электронное УЗО фирмы Schneider Electric серии Easy9 40А/30 мА. Конструкция с прежним устройством защитного отключения практически одинаковая. Для снятия верхней крышки нужно разблокировать две защелки по бокам.

С боковой стороны расположена электронная плата усилитель. В глубине корпуса можно увидеть подвижные контакты. Откручиваем болт и снимаем раму со спусковым механизмом.

Интересный факт, что в дугогасительной камеры, где расходятся контакты, не оказалось специальных решеток, которые помогают гасить дугу. При расхождении контактов возникшая дуга с помощью специальной решетки разбивается на более мелкие части. Это способствует ее быстрому гашению. По-моему, это немного неправильно, что решеток здесь не оказалось.

Первичная обмотка дифференциального трансформатора в виде продетых через его сердечник шлейфов. Зато вторичная обмотка, намотанная вокруг сердечника тороидального трансформатора тока, имеет очень много витков. Прям – катушка!

Внутреннее устройство УЗО, от которого все работает – плата. На фото видны провода, которые подают питание на электронную плату от нижних клемм.

Кнопкой «Тест» здесь замыкается цепь пружина на корпус металлической рамы. Пружина имеет связь с одним полюсом устройства защитного отключения, корпус через резистор — с другим.

Сопротивление токоограничивающего резистора составляет всего 3.6 кОм. Но если подключить щупы мультиметра и замкнуть кнопку, сопротивление плавает от нескольких сотен кОм до 1.5 МОм, как бы сильно я не прижимал пружину. Не знаю с чем это связано. Может материал пружин такой? Как вы считаете друзья – пишите свои идеи в комментах.

Источник: electricvdome.ru

Устройство УЗО TEXENERGO

Разбираем УЗО ВД1-63 на 32А 30мА

Пошагово покажу процесс разборки. Для начала, между верхними и нижними клеммами есть круглые заглушки, я вынул их при помощи шила. Также снимаем рукоятку с рычага:

Аккуратно снимаем верхнюю крышку:

Это УЗО электромеханическое, и тут из всей электроники ожидается увидеть дифференциальный трансформатор, электромагнит и небольшую обвязку для тестовой утечки – кнопку и резистор утечки. Я подписал некоторые внутренние детали УЗО:

Это вид со стороны выходных клемм, как бы снизу. А вот вид справа:

Хорошо, что все детали УЗО крепятся на хорошем металлическом каркасе, это добавляет доверия и веса устройству.

Вот на фото показано, как я нажимаю отверткой на кнопку “Тест”. Хотя, кнопкой это назвать сложно – просто металлическая пластина, на которую нажимает оранжевый пластик.

Вынимаем подвижные контакты, и видим дугогасительные камеры:

На следующей фотографии я показал, как работает якорь электромагнита. При активации он выдвигается (вниз), как я это делаю шилом:

На следующей фотографии движение якоря показано стрелкой:

Теперь исследуем резистор утечки. Не смотря на то, что цветовую систему обозначения сопротивлений резисторов я знаю со времен радиокружка, предпочитаю в спорных случаях пользоваться омметром:

Кольца на резисторе такие:

1. оранжевый,
2. оранжевый,
3. красный (похож на бардовый или коричневый),
4. золотой.

Что означает 3,3 кОм ±5%. Мой неповеренный прибор показал 3,22 кОм, что вполне укладывается в допуск.

Ну и давайте сразу посчитаем по закону Ома, какой ток будет идти через этот резистор. Берем стандартное действующее напряжение в сети 230 В, получаем: 230 / 3,3 = 70 мА. Многовато для корректной проверки!

Ведь ток утечки IΔn, он же номинальный отключающий дифференциальный ток в данном случае равен 30 мА. А отключиться это УЗО может и при токах выше 15 мА. Но, видимо, тут производитель перестраховался, ведь главное просто проверить факт срабатывания.

Для выключения УЗО достаточно и 6,8 кОм, тогда ток утечки при 230 В будет около 34 мА.

В итоговом фото разборки – все внутренности УЗО ВД1-63 без корпуса:

Чтобы снять нижнюю часть корпуса, нужно дополнительно выкрутить винтик в нижней части устройства.

 

Разбираем и сравниваем УЗО ВД67 на 16А 30мА

Судя по документации на эти устройства (ВД1-63 и ВД67), они ничем не отличаются, кроме названия. Посмотрим, какие отличия у них внутри. Разбирается так же:

Первое, что бросается в глаза – материал металлического каркаса имеет красноватый оттенок:

В целом по конструкции оба УЗО идентичны. По некоторым мелочам видно, что они просто собираются на разных технологических линиях:

Отличий я особо не увидел:

Для сравнения – контакты УЗО на 32А и 16А.

Я отличий контактов не вижу. Видимо, производителю проще изготовить контакты на максимальный ток линейки (в данном случае – 63А), и менять только надписи на передней панели.

Но всё же, странно будет ставить последовательно с УЗО на 16А автоматический выключатель на 40А, только на основании моей “инсайдерской” информации.

Ещё замечание – внешний вид (чертеж) в паспорте и внешний вид в реале сильно отличаются. Например – рычаг включения расположен не справа (как на фото), а слева. Само собой, и конструкция должна быть другая. Что это – недоработка отдела маркетинга или изменения в конструкции – не знаю.

Вот мы и подошли плавно к электрической схеме.

 

Электрическая схема электромеханического УЗО

Про схему я немного говорил в первой части статьи, там я рассмотрел отличия схем электромеханических и электронных УЗО.

Итак, классическая схема электромеханического УЗО, кроме клемм и контактов, содержит:

• Дифференциальный трансформатор, содержащий три обмотки. Две первичные обмотки – “силовые”. Они содержат по 2 витка фазного и нулевого проводов. Первичные обмотки включены встречно (противофазно), поэтому магнитные поля в них компенсируются, если токи равны. В случае, если токи не равны (утечка!), магнитное поле будет отличным от нуля, из-за чего в третьей, выходной (или вторичной) обмотке будет наводиться ЭДС. Энергии, которую выдает вторичная обмотка дифференциального трансформатора, хватает на то, чтобы электромагнит своим якорем нажал на спускной механизм.
• Электромагнит. При подаче напряжения на катушку электромагнита его якорь (сердечник) выдвигается, и нажимает на спускной механизм. Фото было выше.
• Приводной механизм. Он в протекании токов не участвует, но на схеме обозначен. Как и в автоматических выключателях в результате действия расцепителей, этот механизм “сбрасывает” состояние УЗО в ноль, т.е.  выключает его.

 

Но есть в работе УЗО маленькая проблемка. Когда УЗО включено, не понятно, работает ли его основная функция – отключение при наличии достаточного тока утечки. Для проверки работы существует кнопка “Тест”. В результате нажатия этой кнопки через резистор утечки формируется ток, который должен гарантированно выключить УЗО. Пользователь УЗО должен самостоятельно раз в месяц таким образом проверять работоспособность УЗО. Само собой, при этом нагрузка, следующая за УЗО, будет выключаться.

Честно, говоря, такая проверка сомнительна. А что, если сейчас от кнопки УЗО работает, а через минуту по какой-то причине поломается? Как об этом узнать?

Раз уж придираюсь, скажу, что резистор формирования тока утечки реально соединен (через кнопку “Тест”) на клеммы “1” и нижнюю “N” – это видно на фото. На схеме показано подключение на верхнюю клемму “N” и выходную “2”.

Имеет ли это какое-то значение, кроме конструктивного? Думаю, нет.

Если в УЗО перестала работать защита от утечки, оно будет мало чем отличаться от обычного двухполюсного рубильника.

 

Устройство дифференциального автомата АД67-2 С25 100 мА

Теперь посмотрим, что внутри у дифавтомата TEXENERGO АД67-2. Напоминаю, что функционально он отличается от УЗО только тем, что у него, кроме защиты от тока утечки IΔn = 100 мА у него есть также две защиты от сверхтока – тепловая и электромагнитная. Об этом говорит надпись “С25”. Это означает, что у него время-токовая характеристика отключения “С” имеет номинальный ток In = 25 А.

Подробно об этом я писал в статье про характеристики автоматических выключателей.

Этот автомат занимает 4 модуля на ДИН-рейке и фактически состоит из двухполюсного автоматического выключателя на номинальный ток 25 А и УЗО на номинальный ток 100 мА:

Откручиваем крышку, закрывающую нижние клеммы 2п автомата:

Немного неверно обозначены цвета – фаза синяя, ноль красный. Впрочем, эти провода никто не видит.

Дальше высверливаем две длинные шпильки, и устройство раскладывается на две функциональные части:

Связь между этими устройствами – рычаг, выступающий из УЗО, который приводит в действие механизм размыкания автомата. Кстати, это устройство – ещё один аргумент в пользу того, что когда в цепи стоят автомат и УЗО, то автомат лучше ставить первым.

Всё, теперь это два самостоятельных устройства, и их можно использовать по отдельности. Но не нужно, чтобы не дурить голову тем, кто полезет в электрощит позже – надписи на них не отражают сути. А главное – получившееся УЗО не имеет размыкающих контактов, и может использоваться только совместно с защитным автоматом.

И если 2п защитный автомат мы уже вскрывали ранее (там 2 1п автомата, имеющих внутри связь по включению-отключению), то на устройство электронного УЗО стоит посмотреть:

Высверливаем шпильки-заклепки:

Тут, кроме кнопки “Тест”, как в рассмотренном выше УЗО ВД-67, есть кнопка “Возврат”, которую нужно нажать после того, как АД-67 сработает по току утечки.

Электромагнит имеет якорь, который во взведенном состоянии вдавлен внутрь. По утечке якорь “выдавливается” из катушки электромагнита, и “передает информацию” через рычаг механизма размыкания на защитный автомат.

То есть, для включения АД после срабатывания нужно выполнить два действия – нажать “Возврат” и поднять ручку управления автомата. В УЗО ВД и дифавтоматах АВДТ достаточно одного действия – поднять рукоятку управления в положение “1”.

 

Электрическая схема электронного дифавтомата АД67-2

Ещё раз: размыкание и по утечке, и по сверхтоку происходит при помощи одних и тех же силовых контактов. Это видно и по схеме.

Схема отличается от механического УЗО наличием защиты от сверхтока, и тем, что электромагнит “К” питается от дифференциального трансформатора “Д” не напрямую, а через аналоговый усилитель (ключевую схему) “А”. Усилитель питается с выходных контактов N и 2.

Наводит на некоторые размышления то, что фаза и ноль на схеме устройства и на схеме в паспорте перепутаны. Вероятно, дело не только в небрежности рисовальщиков. Дело и в том, что УЗО и Дифу всё равно, где фаза и где ноль – ему важны только токи по двум проводам (рабочий ток и разность токов).

Внутренняя схема электронного УЗО, фото которой приведено выше, собрана на тиристоре. Я подробно её рассматриваю в статье Внутренняя схема электронного УЗО на тиристоре.

 

Устройство дифференциального автомата АВДТ-32 С16 30 мА

Теперь посмотрим, как устроено наиболее совершенное из этих трех устройств – дифавтомат АВДТ-32. Он так же, как и АД-67, содержит защиту от сверхтоков и выполняет функцию защиты от тока утечки при помощи встроенной электронной схемы.

Для разборки корпуса нужно высверлить несколько заклепок:

Снимаем левую стенку, видим:

На фото видно электромагнитный и тепловой расцепитель.

Электронная часть схемы, которая обеспечивает функцию УЗО, находится с другой стороны:

Схема содержит:

• операционный усилитель LW301,
• тиристор MCR100-8,
• диодный мост ABS-10.

Печатная плата интегрирована в механику устройства, и полностью аккуратно разобрать без паяльника не получится.

В целом устройство довольно сложное по конструкции, ведь в пространство 2 модуля удалось вместить так много функций!

Впрочем, есть дифавтоматы с таким же функционалом размером с 1 модуль. А есть устройства, содержащие в себе гораздо больше функций при том же объеме. Но качество их пока не очень…

 

Электрическая схема электронного дифавтомата АВДТ-32

Схема отличается от АД-67 лишь расположением деталей, суть и функции – те же.

Важное отличие от АД – защита от сверхтока есть только по одному фазному полюсу. Да, токи по нейтрали и фазе в однофазной цепи должны быть одинаковы, и защита сработает в любом случае. Но всё же, надежность у АД в этом смысле выше, чем у АВДТ. Ещё небольшой минус касается диагностики – из-за отсутствия кнопки “Возврат” непонятно, по какой причине выключился АВДТ-32.

Можно долго ещё говорить про схемы включения дифавтоматов и УЗО, но это тема ещё не одной статьи.

Вот, кстати, альтернативный взгляд на использование УЗО одного из моих читателей.

 

Источник: SamElectric.ru

Что такое УЗО и как расшифровывается в электрике

УЗО – устройство защитного отключения. Это альтернатива дифференциальной автоматике, которая сама срабатывает в определённых условиях и отличается принципом работы и триггерами (причинами срабатывания).

Само УЗО – это аппарат, который предназначается для моментального разрыва цепи при перегрузке тока небаланса указанного значения.

Что такое селективное УЗО

УЗО селективного действия выделяется из ряда обычных увеличенным временем срабатывания. Такая реализация позволяет при каких-либо сбоях в электрической цепи с последовательно подключенными устройствами защиты выключать не всю проводку, а только определенный её сегмент.

Принцип работы УЗО

УЗО – это общий термин для всех типов устройств с остаточным током (механическое переключающее устройство или объединение устройств), которые по определению предназначены для размыкания контактов, когда ток утечки достигает заданного значения при определенных условиях. Наиболее распространенные типы:

• Автоматический выключатель с остаточным током (RCCB). Механическое переключающее устройство, предназначенное для создания, переноса и устранения токов при стандартных нормах работы и для разрыва контактов, когда остаточный ток достигает определённого значения при указанных обстоятельствах. В зависимости от возраста этих устройств они будут соответствовать стандартам BS EN 61008 или BS 4293.
  Всемирный Британский стандарт BS 4293 был отменен 1 июля 2000 года, а его мораторий закончился в июле 2005 года, что означает, что производители продолжали выпускать устройства остаточного тока, соответствующие BS 4293, до 2005 года, при условии, что устройства будут выпускаться до июля 2000 года. В РФ с 12 января 2000 года действуют свои ГОСТы.

  http://docs.cntd.ru/document/1200102087
  http://vsegost.com/Catalog/27/27475.shtml

• Автоматический выключатель, включающий защиту от токов утечки (CBR) Автоматический выключатель, гарантирующий защиту от излишка нагрузки по току и включающий защиту от остаточного тока либо в виде интегральной схемы, либо в комбинации с аппаратом аварийного выключения, которое может быть установлено на заводе или в полевых условиях.
• Розетка с интегрированным прибором аварийной дезактивации (SRCD). Розетка для стационарной установки, включающая в себя встроенную чувствительную цепь, благодаря которой переключающие контакты в цепи автоматически размыкаются при заданном значении остаточного тока.
• Реле замыкания на землю. Устройство, включающее средства обнаружения тока замыкания на землю, сравнения его значения с рабочим значением тока замыкания на землю и подачи сигнала на соответствующее коммутационное устройство для размыкания защищенной цепи, когда ток замыкания на землю превышает это значение. Реле могут быть подключены напрямую или питаться от отдельного торроида. В настоящее время нет определенного стандарта для этого типа устройства.

Простыми словами, УЗО работает так:

Представим человека, который обладает феноменальной реакцией. Он стоит возле электрощитка, и в руках у него вольтметр. Когда стрелка на нём превышает указанное значение, он выключает кнопку (размыкает сеть), чтобы ток не прошел дальше. Время, за которое он улавливает сигнал, называется «скорость срабатывания». Но на этом его работа не заканчивается: он должен будет замкнуть контакты обратно. Время повторного подключения называют «скорость возврата». Скорость тока в сети исчисляется тысячами циклов в секунду и, скорее всего, при наличии хорошего УЗО перебой даже не будет заметен.

Чем меньше по времени будут занимать эти две операции, тем дороже будет стоить УЗО, так как длительное отсутствие тока в сети исчерпает запас остаточного напряжения, и прибор выключится. Чтобы не допускать такой ситуации, производители пытаются сократить скорость срабатывания по максимуму.

Устройство остаточного тока – принцип действия

Устройства остаточного тока контролируют ток, протекающий в цепи, с помощью тороида, который представляет собой небольшой трансформатор тока, специально разработанный для обнаружения токов замыкания на землю.

Все проводники под напряжением будут проходить через эту катушку, токи, протекающие в проводниках под напряжением исправной цепи, будут уравновешены, и поэтому в торроиде ток не будет индуцироваться. Токоведущие проводники цепи включают в себя все фазные и нейтральные проводники. Когда в цепи присутствует замыкание на землю, ток будет течь к земле через ненормальный или непреднамеренный путь.

Существует два типа технологий, доступных в устройствах остаточного тока, электромагнитных и электронных, и оба предлагают очень надежную работу. В электромагнитных устройствах используется очень чувствительный торроид, который управляет реле отключения, когда обнаруживает очень малые остаточные токи.

Эти устройства обычно не требуют эталонного заземления и не подвержены временной потере питания, так как питание на отключение устройства напрямую зависит от тока повреждения. Электронным устройствам не нужен такой чувствительный торроид, поскольку электронные схемы внутри устройства усиливают сигнал для срабатывания реле отключения.

Однако эти устройства часто требуют контрольного заземляющего провода, чтобы гарантировать, что устройство продолжит работать в случае потери нейтрали питания. Питание для отключения устройства берется как от тока повреждения, так и от источника питания.

Эти устройства должны быть отключены при проведении испытаний сопротивления изоляции, чтобы предотвратить повреждение устройства и избежать неправильных результатов испытаний.

Диапазон RCCB, дополнительные блоки CBR CB и два модуля RCBO – это электромагнитные устройства, а в одном модуле RCBO и реле защиты от замыканий на землю используются электронные технологии. Дополнения CBR MCCB доступны в обеих технологиях.

• Ток, протекающий через торроид в исправной цепи: Ires = I1-I2 = 0
• Ток, протекающий через торроид в цепи с замыканием на землю: Ires = I1-I2 = Ic + Id

Этот ток замыкания на землю, известный как «остаточный ток» (Ires), рассматривается торроидом как дисбаланс. Когда величина этого остаточного тока достигает значения чувствительности IΔn устройства, оно срабатывает для размыкания контактов.

Виды УЗО

Остаточный ток повреждения может принимать различные формы сигналов в зависимости от характеристик нагрузки. Следующие типы УЗО определены в МЭК 60755 для надлежащей защиты различных форм остаточного тока:

Тип AC

УЗО типа AC определяют остаточные синусоидальные переменные токи. УЗО типа AC подходят для общего использования и охватывают большинство применений на практике.

Тип А

В дополнение к характеристикам обнаружения УЗО типа AC, УЗО типа A обнаруживают пульсирующий остаточный ток постоянного тока. Такие колебания могут быть вызваны диодной или тиристорной цепью выпрямителя в электронных нагрузках. УЗО типа A специально предназначены для использования в однофазных электронных нагрузках класса 1.

Тип F

УЗО типа F – это новый тип УЗО, недавно представленный в МЭК 62423 и МЭК 60755. В дополнение к характеристикам обнаружения УЗО типа А, УЗО типа F специально разработаны для защиты цепей, где могут использоваться однофазные драйверы с регулируемой скоростью. В этих цепях форма волны остаточного тока может быть составной из нескольких частот, включая частоту двигателя, частоту переключения преобразователя и частоту линии. В целях повышения энергоэффективности использование преобразователей частоты при определенных нагрузках (стиральная машина, кондиционер и т. д.) расширяется, и тип F RCD будет охватывать эти новые области применения.

Тип F также обладает улучшенными характеристиками устойчивости к помехам (отсутствие срабатывания при импульсном токе). Они способны к отключению, даже если на синусоидальный или импульсный дифференциальный ток постоянного тока накладывается чистый постоянный ток 10 мА.

Тип B

УЗО типа B могут обнаруживать синусоидальный переменный ток, пульсирующий постоянный ток, составной многочастотный, а также плавный остаточный постоянный ток. Кроме того, условия отключения определяются с разными частотами – от 50 Гц до 1 кГц. В электрической распределительной сети переменного тока чистый остаточный постоянный ток может в основном генерироваться из трехфазных выпрямительных цепей, а также из некоторых конкретных однофазных выпрямителей.

УЗО типа B предназначены для использования с нагрузками с трехфазным выпрямителем, такими как приводы с регулируемой скоростью, фотоэлектрическая система, станция зарядки электромобилей и медицинское оборудование.

На схеме – определение различных типов УЗО с их основным применением и формами сигналов. Следует отметить, что различные типы УЗО (AC, A, F и B) вложены друг в друга, как русские куклы: тип B, например, также соответствует требованиям типа F, типа A и типа AC.

Характеристики УЗО

Номинальный ток

Указывает порог срабатывания устройства: 6, 10, 16, 25, 50, 63 и т. д. (ампер). Номинальный ток одинаков как для УЗО, так и для автоматов.

Быстродействие

В маркировке дифавтоматов применяется индекс электрического действия, который маркирован буквой «B», «C» или «D». Она стоит перед показателем номинального напряжения, как у стандартных автоматов. Скорость действия является важной переменной характеристикой аварийного аппарата.

Ток отключения (утечки)

Обычно это число из набора: 10, 30, 100, 300 или 500 мА. Указывается данная характеристика треугольником (буквой «дельта»), которая стоит перед числом, характеризующим величину номинального тока утечки в миллиамперах, при котором активируется защита.

Номинальное напряжение

Важнейшим рабочим показателем автоматов и УЗО выступает номинал напряжения (220 вольт – для одной фазы или 380 вольт для трёх) – это обычное рабочее напряжение.

Маркировка УЗО и дифавтоматов

Рассмотрим все элементы маркировки:

1. На этой позиции отмечается название и серия автомата. Видно, что он АВ-дифференционного типа с интегрированной защитой от нестабильных токов утечки. Прибор разработан к работе в сетях с одной фазой с переменным током с рабочим показателем 230 вольт (50 герц).
2. На месте позиции № 3 (вверху) выступает такой показатель, как величина номинального дифф.тока при КЗ.
3. Далее идёт визуальное изображение вида конкретного автомата (в нашем случае это тип «А», предназначенный для взаимодействия с утечками переменного или перманентного токов).
4. Под номером 4 – схема модуля.
5. Далее идёт описание аварийного механизма электромагнитного разъединителя (у нас это «С»).
6. Сразу за ним располагается токовый номинал.
7. В конце ставят значок «дельта» и пишут ток утечки в цифрах.

Схема подключения УЗО

Рассмотрим схемы для разных типов сетей. В зависимости от количества приборов и конфигурации, нужно выбрать правильную модель, совместимую с сетью.

Схема подключения УЗО в однофазной сети

Стандартная схема, которая применяется в большинстве жилых домов. Как видно из картинки, предохранитель в прямом смысле не пропустит резкий скачок напряжения дальше в сеть и спасёт приборы от поломки.

Схема подключения УЗО в трехфазной сети

Более сложный вариант подключения. Из-за фазового смещения нужно подключать УЗО другим способом, иначе от него не будет потльзы в трехфазной сети. Требует навыков и понимания темы, а лучше обратиться к мастеру.

Отличие УЗО от дифавтомата

Главные отличия:

1. УЗО активируется только тогда, когда в цепи есть ток утечки.
2. Дифавтомат комбинирует в себе функции устройства аварийного отключения + автоматического предохранителя.

То есть, дифавтомат срабатывает не только во время утечки тока, но и при коротком замыкании, а также перегрузке сети.

Оба прибора выполняют схожие функции, но имеют разные спецификации работы. Выбор разновидности лежит на плечах инженера, но бывают сети, в которых обе разновидности отлично сочетаются и повышают уровень безопасности.

Как проверить УЗО на работоспособность

Самый простой и рабочий способ проверки УЗО – через кнопку ТЕСТ, которая находится на корпусе УЗО.

Для проверки УЗО кнопкой не нужны никакие особые знания или специальный персонал.

Что понадобится:

1. Кусок электропровода.
2. Электролампа (10–15 Вт).
3. Патрон под неё.
4. Несколько сопротивлений.
5. Отвёртка.
6. Бокорезы.
7. Изолента.

ВАЖНО! Если нет опыта в электрике или мало времени, лучше вызвать мастера, так как электрика может привести к травме. «Интуитивный» ремонт опасен для жизни и здоровья.

Наглядная инструкция в видео:

Защищает ли УЗО от короткого замыкания

УЗО в момент прикосновения должно выключаться, спасая человеку жизнь. Кроме того, протекание тока через не отведённые под эту цель материалы может вызвать пожар. В строениях с легкой проводкой пожары от нарушения целосности изоляции происходят довольно часто. Тогда УЗО выполняет защитную функцию.

Экономия на УЗО является грубейшей ошибкой, которую допускают даже опытные инженеры при обустройстве сетей. Дело в том, что даже самая надёжная автоматика может пострадать, если неправильно подключить её или если случится перепад. Тогда перебой в сети может уничтожить всё, что следует после предохранителя. Если же установлен УЗО, он возьмёт на себя весь удар и спасёт дорогостоящую технику от повреждений.

ВАЖНО! УЗО не спасает от перегрузки и КЗ, для такой защиты УЗО ставят с одним автоматом или группой выключателей.

Если посмотреть по-другому, то дифавтомат – это и есть УЗО и автовыключатель в одном корпусе. И он спасает сеть от лишней нагрузки, короткого замыкания и утечки тока. Так как автомат выполняет больше защитных характеристик линии, получается – это наилучшее решение по сравнению с УЗО.

Как выбрать УЗО по мощности для квартиры и частного дома

Нужно отталкиваться от характеристик. Среди наиболее важных тех.характеристик, на которые нужно опираться при выборе УЗО для бытовых целей, выделяют:

• Номинальное напряжение сети: 220В (однофазная), либо 380В (трехфазная);
• Количество полюсов: двухполюсный (если 1 фаза) и четырехполюсный (если 3 фазы);
• Номинальный ток нагрузки может составлять 16А, 20А, 25А, 32А, 40А, 63А, 80А, 100А;
• Номинальный отключающий дифференциальный ток (утечка) 6мА, 10мА, 30мА, 100мА, 300мА, 500мА;
• Номинальный условный ток короткого замыкания — от 3кА до 15кА;
• Коммутационная способность (обозначение «Im») — (новые изделия предлагают диапазон КС от 1000 до 1500 А);
• Принцип работы: AC — срабатывание при переменном токе, А — переменный + постоянный пульсирующий, B — постоянный + переменный, S — присутствует выдержка времени перед срабатыванием, G — так же присутствует выдержка, но ее время меньше;
• Конструкция: электронный (работает от сети), либо электромеханический (не требует питания).

Непоследним фактором является и цена. УЗО – это тоже расходный материал, который требует замены со временем. Если квартира небольшая, то особого смысла покупать дорогое УЗО нет, тем более, что многие навороченные модели не так просты в установке, как более бюджетные «народные» варианты.

Обозначение УЗО на однолинейной схеме

По стандарту обозначение выглядит так:

Все о сечении проводов автоматах и УЗО

Таблица с типом сечений и областью применения:

Причины срабатывания УЗО

Главные причины:

1. Обычная утечка тока в сети.
2. Электроприборы, которые защищены данным устройством.
3. Некорректная установка защитной автоматики.
4. Неправильно выбранная модель.
5. Прикосновение к оголённой жиле рукой (срабатывает защита).
6. Брак самого механизма.
7. Неправильное размещения ДВТ в линии электропроводке.
8. КЗ «земли» и/или «нуля» при электромонтажных работах.
9. Погодные условия (например, попадание влаги внутрь). В сырую погоду такая ситуация будет ощущаться максимально ярко. Влажность воздуха будет настолько большой, что проводимость тока через неё позволит УЗО срабатывать на выключение.

Если проводился монтаж скрытой электропроводки, после чего трасса была закрыта шпаклевкой, может происходить отключение. Это обусловлено тем, что влажный раствор выступает хорошим проводником, который может вызывать утечку через микроскопические трещинки в проводке. Нужно ждать, пока раствор полностью высохнет, после чего проверять еще раз, активируется УЗО или нет. Чтобы такой ситуации не было, между трассой иногда устанавливают слой гидроизоляции или просто кладут полиэтиленовую плёнку, которая не пропустит влагу.

Источник: meanders.ru