От чего защищает узо

Устройство защитного отключения (УЗО) и дифференциальная защита (Дифавтомат)

     В данной статье автор постарается изложить как можно проще назначение, конструктивные особенности,  технические характеристики  УЗО (электромеханические и электронные) и Дифзащиты, дифференциальные автомата или как принято сокращенно дифавтоматы, а также их различие, примеры схем подключения и т.д.

    Начнем с Правил, вернее выдержками из Правил и обратите внимание на выделенный текст (должно, допускается, обязательно, требуется, рекомендуется и т.д., что бы вы сами определились, где обязательно ставить УЗО или Дифавтомат, а где на ваше усмотрение, ставить или нет).

Перейти на страницу    ПУЭ 7 выдержки из:    Правил по УЗО и Диф.защите

  Во общем вывод из Правил такой: УЗО не являться панацей от всех бед с электричеством, а работает в совокупности с другими защитными приборами и при этом может устанавливается согласно Правил где в обязательном порядке, а где не обязательно, но рекомендуется.   

Назначение  УЗО и дифференциальной защиты:

Устройство защитного отключения УЗО или Диф.автомат применяются для защиты людей от поражения электрическим током в промышленности, сельском хозяйстве, быту и пр. Причем их нельзя рассматривать, как альтернативу другим мерам безопасности, более того стандарт  ГОСТ Р-30331.3 относит их к вспомогательным устройствам и дополнительным способам защиты от прямого прикосновения. Для этих целей, а также для защиты от косвенных прикосновений в РФ применяются УЗО-Д с дифф. током отключения порядка 30мс. Устройства с большим дифф. током отключения используются для защиты электрооборудования от последствий токов утечек (пожаров, выхода из строя оборудования).

Прямое прикосновение:
Под прямым прикосновением принимается контакт человеком с частью электропроводки, которая в рабочем режиме находится под напряжением. Иначе говоря, каcание человека открытых проводов, контактов, клемм по которым в нормальном (не аварийном) режимах протекает электрический ток это и есть прямое прикосновение.

                                                       Косвенное прикосновение:

Косвенное прикосновение по своей сути более опасно, по сравнению с прямым прикосновением. Если прямое прикосновение это скорее случайность вызванная оплошностью, то косвенное прикосновение происходит при аварийной ситуации и человек заранее не знает, что та или иная конструкция находится под напряжением.

 

Таблица значений тока поражения и его последствий по воздействию на человека:

Ощутимый ток	0,6 -1,5 mA
Пороговый ток	до 5 mA
Отпускающий ток	5 -10 mA
Не отпускающий ток	10-15 mA
Фибрялиционный ток (гарантированная смерть)	100 mA

Далее определимся, в чем разница между УЗО и Диф. защитой (Дифференциальный автомат)

Как работает УЗО:

Внутри УЗО находится специальный трансформатор (см. рис. 1), в котором каждый из проводников (L-фаза, N-нуль) создает электромагнитное поле. При нормальной работе они друг друга аннулируют. При возникновении утечки тока,  в катушке происходит дисбаланс электромагнитного поля,  в итоге, стержень толкает рычаг на выключение. Такое устройство срабатывает на выключение от утечки тока, но не предназначено для защиты  от коротких замыканий и перегрузок сети, т.е. само по себе устройство защитного отключения реагирует только на дифференциальные токи и не срабатывает при токах короткого замыкания (фаза-ноль) и токах перегрузки, поэтому необходимо поставить дополнительный автоматический выключатель. На рис. 1 представлена чисто схематическая схема работы УЗО, сам аппарат содержит еще множество элементов – фильтры, для защиты от помех и ложных срабатываний и еще некоторые электронные компоненты, но описанный принцип действия является основным для устройств защитного отключения.

 

      Рис. 2                                                                                     Рис. 3

  Принцип работы УЗО основан на измерении разности токов в проходящих через дифференциальный трансформатор тока проводниках. УЗО измеряет векторную сумму токов, протекающих по контролируемым проводникам (двум для однофазного УЗО, трем и более для трехфазного исполнения). В нормальном режиме работы векторная сумма токов, протекающих через измерительный трансформатор равна 0 (ток, «втекающий» по одним проводникам равен току, «вытекающему» по другим, см. рис. 2), и срабатывания устройства не происходит. При появлении тока утечки (касание человеком фазного проводника, или уменьшение сопротивления изоляции кабельной линии) векторная сумма токов, протекающих через УЗО не будет равна 0, так как появляется ток утечки, который протекает только по фазному проводнику (см. рис. 3), во вторичной обмотке трансформатора наведется напряжение, пропорциональное току утечки, и при превышении определенного порога произойдет срабатывание устройства и отключение защищаемой цепи.

       УЗО бывают однофазными и трехфазными. Кроме того, сейчас в продаже присутствуют два различных вида УЗО, отличающихся как по цене, так и по надежности – электромеханические и электронные УЗО, см. Рис.4:

По конструктивному исполнению важно заметить, что:

Однофазные УЗО, которые чаще всего применяются в быту, обычно имеют двухполюсное исполнение, т.е. при установке в электрический щит на DIN-рейку занимают два модуля. Если не рассматривать замену вводного автомата + УЗО на диф.автомат, то обычно последовательно с УЗО устанавливается однополюсный автоматический выключатель. В общем случае связка УЗО + автомат при установке на DIN-рейку будет занимать три модуля, а диф.автомат два модуля (что бывает важно при монтажных работах в щитах для экономии места под автоматы). Получается два в одном: УЗО + Автоматический выключатель = Дифференциальный автомат. 

Как выбрать правильно УЗО, электронное или электромагнитное, прежде всего посмотреть технических характеристик устройства, качества изготовления производителя, кроме того, устройства защитного отключения бывают типа А и АС, далее подробно рассказано в следующих статьях:

Перейти на страницу:    Характеристики, параметры  и типы УЗО  

Перейти на страницу:   Выбор и характеристики электронного УЗО

Дифференциальный автоматический выключатель:

    Дифференциальный автомат (дифференциальная защита от тока и общая защита), предназначен для защиты цепи от утечки тока (аналогично работе УЗО), но преимущество диф. автомата заключается в том, что в него встроен автоматический выключатель,  который выполняет функцию защиты цепи от коротких замыканий и перегрузок. 

Перейти на страницу:     Конструктивные особенности и характеристики дифавтомата

Далее несколько примеров по схемам подключения УЗО и Диф. автоматов:     Примеры подключения УЗО и Дифференциальных автоматов

Источник: energetik.com.ru

Предназначение аппарата защиты

Устройство контура заземления УЗО является РЕ-проводником нейтральных токопроводящих корпусов или деталей электрических механизмов с сопротивлением не выше 4 Ом.

При возникновении тока утечки указанные элементы оборудования могут быть под напряжением, что представляет опасность для жизни человека и животных при соприкосновении с ними, а также для имущества в целом.

Спасти от получения электротравм — призвание обзорных аппаратов. При обнаружении тока утечки они отключают напряжение.

Наибольшая опасность кроется в том, что такие нарушения в цепи являются невидимыми и в редких случаях ощутимыми, когда при касании к прибору можно почувствовать легкий удар током.

Основной причиной этого явления служит нарушение изоляционного слоя проводки. Неконтролируемые процессы могут нанести большой вред, поэтому защитное оборудование обретает большую популярность в бытовых условиях.

Применение УЗО получило наибольшее распространение в однофазных сетях с переменным током и заземлением нейтральной линии, а также с показателями напряжения до 1 кВт в формате бытового электроснабжения.

Конструктивное исполнение УЗО

Опциональные особенности защитного механизма помогут разобраться в принципе действия УЗО, а именно воспроизводимую реакцию аппарата на утечку тока.

К ключевым рабочим узлам относятся:

• трансформаторный дифференциальный датчик;
• пусковой орган — механизм, разрывающий некорректно функционирующую электроцепь;
• электромагнитное реле;
• контрольный блок.

К датчику подключены встречные обмотки – фаза и ноль. При нормальном режиме работы сети, эти полупроводниковые элементы образуют в сердечнике магнитные потоки, имеющие противоположное направление по отношении друг к другу. За счет этого магнитный поток равен нулю.

Ко вторичной обмотке, намотанной на магнитопровод трансформатора, подключено реле электромагнитного типа. Если в сети соблюдены стандартные условия работы, оно не задействовано.

При возникновении утечки тока вся работа кардинально меняется. Фазный и нейтральный проводники начинают пропускать разные величины тока. Теперь силовое значение и направление магнитных потоков на сердечнике трансформатора также будут иметь различные параметры.

Во вторичных витках появляется ток и при достижении заданных значений, воспроизводится срабатывание электромагнитного реле. Оно подсоединено в паре с механизмом расцепления. Эта связка в нужный момент реагирует и расцепляет электросеть.

Проверочный узел представлен механизмом сопротивления — определенная нагрузка, подключенная в обход дифференциального датчика. Этот элемент имитирует утечку тока и таким образом производится проверка работоспособности аппарата. Подробнее о методах проверки мы говорили в этой статье.

Принцип действия/работы УЗО состоит в следующем: подача тока с фазной линии на контрольное сопротивление и после этого — на нейтральный провод, минуя датчик.

Таким образом создаются условия разных показателей тока на входе и выходе прибора. Этот дисбаланс и должен привести к запуску узла отключения.

В зависимости от разработчиков, схемотехническое устройство может разниться, однако принцип, используемый в работе УЗО, будет идентичный у всех моделей.

Принцип срабатывания защитного механизма

Рассмотрим, для чего нужно использовать УЗО. Функционирование защитного прибора основано на измерительном методе.

Фиксируются входящие и выходящие параметры протекающих через трансформатор токов. Если первое значение больше, чем второе, это означает, что в электроцепи происходит утечка тока и прибор воспроизводит отключение. Если параметры идентичны, устройство не срабатывает.

Для лучшего понимания, рассмотрим, как будет работать УЗО в бытовом распределительном щитке с двухполюсной системой.

К верхним клеммным блокам подключен входной двухжильный провод (фаза и ноль). К нижним клеммникам подсоединены фаза и ноль, проложенные до участка нагрузки, например, к розетке питания бойлера или электрочайника. Защитное заземление прибора будет выполняться кабелем, минуя УЗО.

При стандартном рабочем режиме, передвижение электронов выполняется по линии-фаза от входящего кабеля на электрический нагреватель бойлера/чайника, протекая через прибор дифференциальной защиты. Назад они перемещаются на землю опять-таки через УЗО, однако по линии-нейтраль.

К примеру, в ТЭНе прибора была повреждена изоляция. Таким образом, через воду, находящуюся внутри, ток частично будет проводиться корпусом, а затем уходить в землю посредством проводки защитного устройства.

Остатки тока вернутся по нейтральной линии через УЗО. Однако его сила станет меньше на величину утечки по сравнению с входящей.

Разницу показателей вычисляет дифференциальный трансформатор. Если цифра больше разрешенной, прибор моментально реагирует и разрывает цепь.

В другой нашей статье мы привели рекомендации по выбору и правильному подключению УЗО для бойлера.

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.

Виды приборов и их классификация

Фирмы-разработчики наделяют свои изделия разноплановыми возможностями, которые необходимо учитывать при определении нужного вида УЗО, отталкиваясь от конкретных условий эксплуатации электропроводной сети.

Для того чтобы обычный потребитель сумел подобрать необходимое устройство защитного отключения среди многообразия предлагаемых моделей, была создана классифицирующая система, основанная на следующих характеристиках:

• принцип срабатывания;
• род дифференциального тока;
• задержка по времени отключающего дифференциального тока;
• количество полюсов;
• метод установки.

Далее рассмотрим детальнее каждую из этих классификаций.

Классификация #1 — по методу включения

Существуют всего два метода включения – электромеханический и электронный. В первом случае автомат отключит питание на поврежденной линии вне зависимости от напряжения сети. Основной рабочий орган – тороидальный сердечник с обмотками.

При образовании утечки, во вторичной цепи формируется напряжение для задействования работы реле поляризации, что и приводит к активации механизма выключения.

Функционирование аппарата с электронной начинкой полностью зависит от дополнительного напряжения, т.е. требуется внешнее питание. Здесь рабочим органом представлена электронная плата с усилителем.

Внутри такого механизма нет дополнительных источников, аккумулирующих энергию, поэтому для работы схемы используется электричество внешней сети и, если напряжения нет, – устройство не разорвет цепь.

Пример работы электронного УЗО, установленного на линии с розеткой, откуда питается микроволновая печь: произошел обрыв нулевой фазы, в дополнение к этому, в этот же период образуется неисправность электропроводки СВЧ и происходит замыкание фазы на корпус, т.е. на нем появляется опасный потенциал.

Если дотронуться до печки, электронный тип защиты не будет задействован, т.к. нет питающей сети. Именно по причине ненадежности в сравнении с электромеханическим аналогом этот прибор получил меньшее распространение.

Классификация #2 — по роду тока утечки

Все модели выпускаемых автоматов безопасности дополнительно разделяют по току нагрузки, проходящего через устройство. Они обрабатывают напряжение заданного формата колебаний.

На корпусе всех приборов и в паспорте прописывается номинальное значение рабочего напряжения. Этот параметр должен соответствовать диапазону номинального тока электротехники.

Тип АС будет активирован при моментальном возникновении переменного напряжения утечки в подконтрольной схеме или же при его волнообразном наращивании. Эти аппараты маркируются надписью «АС» или символьным знаком «~».

Тип А срабатывает при мгновенном образовании переменного или пульсационного пробойного тока в контролируемой цепи, или при их медленном нарастании.

Такой механизм можно использовать в любых представленных ситуациях. На корпусе автомата нанесена аббревиатура «А» или символ, как на графическом изображении в прямоугольнике .

Чаще всего А-тип подключается к схеме, где воспроизводится регулирование нагрузки посредством обрезания верхушки синусоиды, например, корректировка показателей скорости оборотных движений двигателя тиристорным преобразователем.

УЗО подвида В эффективны для воспроизведения реакции в подчиненной электросхеме постоянного, переменного или преобразованного (выпрямленного) тока утечки.

Это дорогостоящее оборудование, предназначенное для объектов промышленной деятельности. В бытовых условиях они не применяются.

Представленные устройства защиты отключения типа А, В и АС рассчитаны на время активизации 0,02-0,03 с.

Классификация #3 — по типу задержки по времени

Эта классификация предполагает различие по двум типам: S и G. Автоматическую защиту типа S можно охарактеризовать реакцией селективного формата. Выдержка по времени срабатывания соответствует диапазону 0,15-0,5 с. Его целесообразно выбирать в случае группового подключения УЗО.

Согласно схеме, в щитке размещено две нагрузочные группы в виде розетки №1 и №2, на которые подключено УЗО типа А, а на вход помещения второй автомат – S.

Если произойдет пробой в одном пучке, вводной прибор активизируется только тогда, когда коллективное устройство не выполнит свою функцию и не отключит дефектный участок.

Селективность активизирования разрыва цепи можно выполнить, используя другой метод – посредством уставок тока утечки. Этот способ получил наибольшее распространение.

Возьмем аналогичную предыдущей схему и видоизменим ее таким образом: групповой автомат выбираем типа АС только уже с уставкой дифтока 0,03 А, а на вводе будет аналогичное устройство только на 0,1 А.

Есть ситуации, когда дифференциальный ток в цепи повреждения превышает номинальные уставки двух приборов защиты. Для первой схемы выборочность не будет нарушена, а во второй – ток отсечки может подать любое из подключенных устройств.

Аппарат форм-фактора G также представлен селективным принципом сработки и обладает выдержкой 0,06-0,08 с. Все описанные выборочные виды рассчитаны на воздействие экстремальных токов – до 15 кА.

Ток ограничения является важным параметром выбора, т.к. именно за счет этого и обеспечивается безопасность.

Например, в помещениях с повышенной влажностью, питание электроприборов осуществляется с подключением в схему устройств отключения с уставкой 0,01 А. Для стандартных бытовых условий – 0,03 А.

Для организации противопожарной безопасности зданий – 0,1-0,3 А. Рекомендуем ознакомиться с советами по выбору противопожарного УЗО и тонкостями его монтажа.

Классификация #4 — по числу полюсов

Ввиду того что автоматическое устройство функционирует по принципу сравнения величин тока, проходящих через него, то количество полюсов у автомата будет идентично количеству токопроводящих линий.

Двухполюсное УЗО обозначается как 2Р. Его включают в однофазную схему для обеспечения защиты человека и предотвращения возможных причин пожара.

Маркировка четырехполюсных УЗО – 4Р. Они рассчитаны на работу в сети с тремя фазами. Также возможен вариант комбинации установки, например, прибор с четырьмя полюсами вводится в двухпроводную сеть.

Однако при этом будет реализован не весь потенциал устройства, что является экономически невыгодным.

Классификация #5 — по способу установки прибора

Поскольку дифференциальные защитные устройства выполняются в различных корпусах, их можно использовать в качестве стационарных или переносных.

Во втором случае аппарат снабжается удлиняющим проводом. Приборы, фиксирующиеся на din-рейке, монтируются в электрощит, что размещается либо в коридоре, либо в квартире.

Также есть варианты исполнения вида УЗО-розетка и УЗО-вилка. И в первом, и во втором случае любой электроприбор, подключенный посредством такого механизма, при поломке не представляет опасности для человека.

Полная расшифровка маркировочных значений

В обязательном порядке на корпусе устройства присутствует название фирмы-разработчика. Далее следует стандартизированная маркировка с обозначением серийного номера.

Для расшифровки аббревиатуры будем использовать такой пример [F][X]00[X]-[XX]:

• [F] – устройство защитного отключения;
• [X] – формат исполнения;
• 00 – цифровые или буквенно-цифровые обозначения серии;
• [X] – количество полюсов: 2 или 4;
• [XX] – характеристики по виду тока утечки: АС, А и В.

Также здесь будут обозначены и номинальные параметры прибора, на которые при выборе необходимо обратить особое внимание.

К максимальным параметрам, на которые рассчитаны устройства, относятся: напряжение Un, ток In, дифференциальное значение тока размыкания цепи IΔn, способность включения и отключения Im, коммутационная способность при замыканиях Icn.

Основные маркировочные значения должны быть расположены таким образом, чтобы оставаться видимыми после установки прибора. Некоторые параметры могут наноситься сбоку или на задней панели, видимые только до монтажа изделия.

Выходы, предназначенные только для подсоединения нулевого провода, обозначаются латинским символом «N». На отключенный режим УЗО указывает символ «О» (окружность), включенный — короткая вертикальная черта «I».

Не на каждое изделие нанесены оптимальные температурные показатели окружающей среды. В тех моделях, где есть символ  — это значит, что диапазон рабочего режима от -25 до + 40 °C, если нет никаких обозначений — имеются в виду стандартные показатели от -5 до +40 °С.

Выводы и полезное видео по теме

Видеоматериал с подробным обзором всех составляющих элементов обзорных механизмов защиты, их предназначения и принципа взаимодействия друг с другом:

Описание всех типов защитных автоматов, а также советы, как правильно делать свой выбор:

Ответ на извечный вопрос, на чем остановить свой выбор – на дифференциальном автомате, или на УЗО + секреты монтажа:

Применение УЗО — выгодное и правильно решение не только со стороны экономии, но, с точки зрения пожарной безопасности, и защиты человека.

Рекомендуется максимально задействовать его потенциал в бытовых условиях, устанавливая на все группы электротехники для обеспечения полной изоляции от воздействия электричества.

У вас остались вопросы по принципу действия или классификации устройств защитного отключения? Или вы хотите дополнить изложенный материал полезными сведениями? Пишите, пожалуйста, свои уточнения в блоке комментариев, задавайте вопросы – эксперты и компетентные посетители нашего сайта постараются максимально развернуто вам ответить.

Источник: sovet-ingenera.com

Когда нужно ставить УЗО и зачем

Устройство защитного отключения может быть установлено как на всю квартиру, так и на отдельные электроприборы, которые могут поразить электрическим током. В первую очередь, это упомянутый выше водонагреватель, а также, стиральная и посудомоечная машина, электрическая печь.

При установке и подключении большинства вышеперечисленных электроприборов, рекомендуется устанавливать УЗО. И если, к примеру, в стиральной машине повредится изоляция, из-за чего фазный провод коснётся ее металлических частей, то, сработает устройство защитного отключения.

УЗО определит, что ток, который прошёл по фазному проводу, не вернулся обратно, а через заземление ушёл в электрощиток. Следовательно, будет замечена разница входящего и исходящего токов, что и приведёт к автоматическому отключению защитного устройства.

Это самый простой пример, как работает УЗО. К сожалению, на большее, устройство автоматического отключения не рассчитано, например, оно не способно защитить электросеть от короткого замыкания, как это делают автоматические выключатели или от перегрузки.

Когда УЗО нет смысла ставить

Устройство защитного отключения реагирует лишь на утечку тока, и только. То есть, оно сравнивает параметры входящего и выходящего тока, и если разница существенна, то происходит его срабатывание. В свою очередь нужно понимать, что при различных проблемах с электропроводкой ставить УЗО нет смысла.

Например, когда у вас старая электропроводка, то УЗО может все время срабатывать, реагируя на утечки тока. Поэтому в данном случае не рекомендуется устанавливать защитное устройство на весь дом. Через него следует подключать лишь отдельные электроприборы, которые отличаются повышенной опасностью.

Сколько УЗО нужно ставить — 2, 3 или 5

Для четырёхкомнатной квартиры, где смонтировано 15 групп розеток, оптимальным количеством единиц УЗО, станет 5 штук. На всю квартиру можно поставить одно общее УЗО, которое будет следить за утечкой тока во всей электропроводке.

Для однокомнатной квартиры, вполне хватит и одного УЗО на 30 мА (ток утечки). Это уже опасное для жизни человека, значения электрического тока. На весь дом, также можно поставить устройство защитного отключения. Однако номинальный ток его отключения должен составлять, не менее 300 мА. В противном случае могут возникнуть проблемы с постоянным отключением УЗО.

Источник: elektriksam.ru

Назначение УЗО

Большинство аппаратов токовой защиты (предохранители, автоматические выключатели и другое) защищают электропроводку и подключенные к ней электроприемники от токов перегрузки и короткого замыкания. Устройства защитного отключения выполняют другие функции. В зависимости от тока срабатывания они обеспечивают защиту людей от поражения электрическим током или предотвращают возникновения пожара.

Каждый электрик знает, что переменный ток промышленной частоты, протекающий через тело человека, становится опасным для здоровья, если его величина превышает 0.01 ампера. Токи свыше 0.1 А опасны смертельно. Поэтому пороговый ток срабатывания (уставка) УЗО защищающего человека от удара током обычно выбирается из номиналов 10 мА или 30 мА. Первая уставка используется для сырых помещений, детских комнат и так далее. Уставка 30 мА применяется для обычных условий.

Для предотвращения пожаров устанавливают аппараты, настроенные на дифференциальные токи, превышающие 300 мА.

Принцип действия электромеханического УЗО

Устройства защитного отключения реагируют на токи утечки, возникающие при нарушении изоляции электропроводки или в момент прикосновения человека к токоведущим частям, находящимся под напряжением. Главной особенностью токов утечки является то, что они нарушают баланс (равенство) токов протекающих через фазные провода и нулевой провод.

Для обнаружения утечки применяется дифференциальный трансформатор. Конструктивно он состоит из:

• ферритового кольца служащего магнитопроводом (сердечником);
• первичных обмоток, которыми являются фазные проводники и нулевой провод, пропущенные через сердечник;
• вторичной (измерительной) обмотки.

При отсутствии токов утечки суммарный магнитный поток, создаваемый в сердечнике трансформатора первичными обмотками, равен нулю. При этом во вторичной обмотке ЭДС отсутствует. В случае возникновения утечки, баланс токов нарушается и во вторичной обмотке начинает наводиться ЭДС. На выводах измерительной обмотки возникает разность потенциалов. Разность потенциалов тем выше, чем больше ток утечки.

На заметку! Электрические защиты, основанные на сравнении токов, называются дифференциальными токовыми защитами.

Напряжение, снятое с вторичной обмотки дифференциального измерительного трансформатора подается на пороговый орган (устройство сравнения). Пороговый орган вырабатывает сигнал отключения при достижении током утечки установленного значения.

В качестве порогового органа в электромеханических отключающих устройствах применяется поляризованное реле. В электронном УЗО устройством сравнения выступает усилитель постоянного тока, выполненный на микросхеме операционного усилителя.

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.

Назначение некоторых элементов

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.

Отличие электронного УЗО от электромеханического УДТ

Электронные и электромеханические устройства защиты отличаются только типом порогового устройства. Как уже отмечалось выше, в электронных аппаратах защиты в качестве порогового устройства используется электронный усилитель, который вырабатывает сигнал отключения. Этот сигнал подается на обычное реле, которое воздействует на механический расцепитель. Электронные компоненты, в отличие от электромеханических реле, обходятся дешевле и имеют меньший технологический разброс. Поэтому электронное УЗО, как правило, стоит меньше электромеханического аппарата защиты.

Люди, не сталкивавшиеся ранее с устройствами защитного отключения, часто задают вопрос: как отличить электромеханическое УЗО от электронного? Отличить устройства можно по маркировке, нанесенной на лицевую часть корпуса аппарата. У всех УЗО на корпусе можно увидеть символическое изображение дифференциального трансформатора. Он изображается в виде эллипса, охватывающего силовые проводники. От трансформатора прочерчивается символическая линия связи, идущая к устройству сравнения. Устройство сравнения изображается в виде прямоугольника или треугольника. Если нарисован треугольник, то это электронное УЗО. Если прямоугольник — это электромеханическое устройство.

Важно! Если на одном или всех изображениях фазных проводников, соединенном с подвижным контактам, есть изгибы в виде дуги или прямоугольного выступа, то вы имеете дело с автоматическим выключателем. Эти изгибы обозначают электромагнитный и тепловой расцепитель соответственно. Если к «изгибам» добавляется измерительный трансформатор и устройство сравнения, то это дифавтомат.

На заметку! У всех УЗО всегда четное число полюсов. Устройства, применяемые в однофазной сети, имеют два полюса — фазу и ноль. Трехфазные УДТ соответственно имеют 4 полюса. Нулевые клеммы всегда маркируются латинской буквой «N».

Как правильно выбрать УЗО

Вопрос применения электронных и электромеханических аппаратов мы рассмотрели выше. О выборе уставки для разных типов помещений рассказывали тоже. Есть еще один параметр, который следовать учитывать при выборе УДТ. Этот параметр — номинальный рабочий ток. То есть ток, который УЗО выдерживает неограниченное количество времени. При выборе рабочего «номинала» можно следовать простому правилу. Рабочий ток должен быть не ниже рабочего тока автомата, который защищает питающую линию от короткого замыкания и перегрузки.

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».

Опасно! Никогда не используйте нулевой провод в качестве заземления. Только отдельная земля!

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.

Что такое селективное УЗО

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.

Типы УЗО

УЗО ПЗВ-2001

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/1200102087http://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.

Устройство защитного отключения типа УЗОШ 10.2.010

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

Маркировка УЗО

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.

Разновидности УЗО

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

Устройство защитного отключения

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 AC

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.

Типы УЗО

Характеристики УЗО

Схема подключения 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

Распределение УЗО

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.

Как обеспечить качественную защиту

Несмотря на явную пользу УЗО, без автомата защиты обойтись не получится. УЗО не реагирует ни на сверхтоки (короткие замыкания), ни на перегрузку. Оно отслеживает только ток утечки. Так что для безопасности проводки необходим еще и автомат. Эту пару — автомат и УЗО — ставят на входе. Автомат обычно стоит до счетчика, защита от утечек — после.

Вместо пары — УЗО+автомат, можно использовать дифференциальный автомат. Это два устройства в одном корпусе. Дифавтомат отслеживает сразу и ток утечки, и короткое, и перегрузку. Его ставят, если есть необходимость в экономии места в щитке. Если такой необходимости нет, предпочитают ставить отдельные устройства. Проще определять повреждение, дешевле замена при выходе из строя.

Принцип работы УЗО

Состоит устройство защитного отключения из трансформатора, реле и отключающего механизма. Основной рабочий элемент УЗО — дифференциальный трансформатор с двумя первичными обмотками и одной вторичной. Именно он сравнивает токи. Первичные обмотки дифференциального трансформатора имеют абсолютно одинаковые параметры, но включены навстречу друг другу. Через одну обмотку проходит ток, который идет на нагрузку, через вторую — который возвращается с нагрузки.

При исправном состоянии линии, токи, протекающие через обе первичные обмотки, равны, но имеют противоположные знаки. В результате, создаваемые ими электромагнитные поля взаимоуничтожаются. В такой ситуации во вторичной обмотке нет наведенных токов, контакты замкнуты, питание есть.

Принцип работы УЗО можно понять по этой схеме

Как только на контролируемых линиях появляется утечка, в одной из первичных обмоток появляется перевес (на рисунке это обмотка под номером 2). Это приводит к тому, что на вторичной обмотке появляется потенциал. Когда он достигает порогового значения (ток отключения), срабатывает реле, отключая питание. Это и есть принцип работы УЗО.

В общем, УЗО — несложное устройство, но очень полезное, так как именно оно отвечает за безопасность. Для вашей безопасности и безопасности ваших детей, настоятельно рекомендуем установить в щит устройство защитного отключения.

Сколько УЗО нужно устанавливать?

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.

Источник: principraboty.ru