В связи с массовым использованием электричества в быту и на предприятиях остро встает вопрос о необходимости защиты человека от случайного поражения электротоком. Для этого используются специальные устройства защитного отключения (УЗО), на которых выстраивается работа защиты от электрического удара. Из-за естественного желания обезопасить себя многие люди задаются вопросом, как подключить УЗО в собственном доме или квартире и для чего его применяют.
Назначение и область применения УЗО
УЗО предназначено для сравнения величины электрического тока, протекающего в фазном и нулевом проводе. При нормальной работе электрических приборов эта величина одинакова и встречные потоки в обмотках УЗО компенсируют друг друга. Как только возникает аварийная ситуация — где-то нарушается изоляция с последующим протеканием заряженных частиц на землю в обход нуля, дифференциальные токи будут отличаться и защита отключит питание.
На практике это можно представить следующим образом: при пробое электропроводки на корпус стиральной машинки или водонагревателя их корпус будет находиться под потенциалом. Как только с корпуса потенциал начнет перетекать на землю, защита отреагирует, и человек не пострадает. Наиболее актуально подключать УЗО в цепь мощных приборов на кухне или в ванной, так как из-за выделения конденсата на их поверхности и металлическом корпусе, который является потенциальным проводником.
Но это не означает, что остальное оборудование не требует подобных приспособлений для защитного отключения: те же светильники, розетки и прочая подключенная нагрузка также может нести угрозу человеку. Поэтому их тоже актуально подключать к УЗО на щитке как общим для всей электрической проводки, так и отдельно для каких-либо приборов или их групп. Особенности применения электронных и электромеханических УЗО напрямую зависит от схемы электроснабжения и места их установки.
Схемы подключения УЗО в однофазной сети
Большинство бытовых потребителей питаются по однофазной схеме, где для их электроснабжения используется один фазный и нулевой проводник.
В зависимости от индивидуальных особенностей сети однофазное питание может осуществляться по схеме:
- с глухозаземленной нейтралью (TT), в которой четвертый провод выполняет роль обратной линии и дополнительно заземляется;
- с совмещенным нулевым и защитным проводником (TN-C);
- с разделенным нулем и защитным заземлением (TN-S или TN-C-S, при подключении приборов в помещении отличия между этими системами вы не обнаружите).
Следует отметить, что в системе TN-C согласно требований п 1.7.80 ПУЭ не допускается применение дифференциальных автоматов, кроме защиты отдельных устройств с обязательным совмещением нуля и земли от прибора до УЗО. В любой ситуации при подключении УЗО следует учитывать особенности питающей сети.
Без заземления
Так как далеко не все потребители могут похвастаться наличием третьего провода в своей проводке, жильцам таких помещений приходиться обходиться тем, что есть. Наиболее простой схемой подключения УЗО является установка защитного элемента после вводного автомата и электрического счетчика. После УЗО актуально подключать автоматические выключатели для различной нагрузки с соответствующим током отключения. Заметьте, что принцип работы УЗО не предусматривает отключение токовых перегрузок и коротких замыканий, поэтому их обязательно устанавливают вместе с автоматическими выключателями.
Такой вариант актуален для квартир с небольшим количеством подключаемых приборов. Так как при коротком замыкании в каком-либо из них отключение не принесет ощутимых неудобств, а отыскание повреждения не займет много времени.
Но, в случаях, когда используется достаточно разветвленная схема электроснабжения, в ней могут использоваться несколько УЗО с различной величиной тока срабатывания.
В этом варианте подключения устанавливаются несколько защитных элементов, которые подбираются по номинальному току и току срабатывания. В качестве общей защиты здесь подключается вводное противопожарное УЗО на 300 мА, за ним проводится нулевой и фазный кабель до следующего устройства на 30 мА одно для розеток, а второй на освещение, для ванной и детской устанавливается пара агрегатов на 10 мА. Чем меньший номинал срабатывания используется, тем более чувствительной будет защита – такие УЗО сработают при значительно меньшем токе утечки, что особенно актуально для двухпроводных схем. Однако устанавливать чувствительную автоматику на все элементы также не стоит, так как она имеет большой процент ложных срабатываний.
С заземлением
При наличии заземляющего проводника в однофазной системе применение УЗО более целесообразно. В такой схеме подключение защитного провода к корпусу приборов создает путь для утечки тока при нарушении изоляции проводов. Поэтому срабатывание защиты произойдет сразу при повреждении, а не в случае поражения током человека.
Посмотрите на рисунок, подключение в трехпроводной системе производится аналогично двухпроводной, так как для работы устройства требуются только нулевой и фазный проводник. Заземляющий подключается только к защищаемым объектам через отдельную шину заземления. Ноль также может подводиться к общей нулевой шине, с нулевых контактов он разводится проводами к соответствующим приборам, подключаемым в сеть.
Как и в двухпроводной однофазной схеме, при большом количестве потребителей (кондиционера, стиралки, компьютера, холодильника и прочих благ цивилизации) крайне неприятным вариантом является зависание всех вышеперечисленных электронных схем с потерей данных или нарушением их работоспособности. Поэтому для отдельных устройств или целых групп можно установить несколько УЗО. Конечно их подключение обернется дополнительными затратами, но сделает отыскание повреждений более удобной процедурой.
Подключение УЗО в двухфазной сети
Двухфазное питание относится к нестандартным присоединениям, где переоборудованный трансформатор старого образца на 127 В был переподключен в треугольник под современных потребителей на 220В, которые питаются от него линейным напряжением.
Чтобы подключить устройство защитного отключения в двухфазную цепь, необходимо обязательно отключить оба провода на вводе в щит, так как каждый из них находится под потенциалом. Затем каждая из фаз подключается к соответствующим фазным клеммам и нулевым клеммам с дальнейшим соблюдением их полярности. В отличии от однофазной системы, автоматы на выходе из УЗО должны устанавливаться для каждой линии или их можно заменить одним двухполюсным.
Подключение УЗО в трехфазной сети
Защита устройств, питаемых сразу тремя фазами, производится по аналогичному принципу, с тем отличием, что УЗО выбирается на четыре вывода. Пример подключения приведен на рисунке ниже:
Как видите, в данном случае подключение защитного устройства производится также после электрического счетчика и вводного пакетника. За ним уже подключаются индивидуальные автоматы, реагирующие на замыкание фаз, а при необходимости и более чувствительные УЗО для выстраивания селективного срабатывания на определенные группы потребителей.
Так как установка отдельного устройства для каждой фазы слишком затратное удовольствие, в трехфазных цепях применяются групповые УЗО, которые работают сразу со всеми элементами линии.
Основные ошибки во время подключения УЗО
При подключении УЗО многие допускают типичные ошибки, которые могут иметь весьма серьезные последствия для человека. Чтобы избежать их, соблюдайте такие правила:
- входные клеммы устройства защитного отключения должны подключаться только после соответствующего автомата, прямое подключение к сети недопустимо;
- соблюдайте соответствие нулевых и фазных контактов, их обозначение специально указано на корпусе;
- при монтаже проводки внимательно соблюдайте схему, особенно это касается объектов с разветвлением, большим количеством подключенных объектов и несколькими УЗО для них;
- если в квартире или доме отсутствует заземляющий проводник, то его ни в коем разе не стоит заменять проводом наброшенным на радиаторы отопления или трубы водопровода, заземление должно изготавливаться в соответствии с правилами;
- обращайте внимание на рабочие характеристики приобретаемых приборов (номинальный рабочий ток и ток отключения) и их соответствие параметрам сети, к примеру, если в линии может протекать ток в 50А, то устройство стоит выбирать минимум на 63А.
Чтобы обезопасить себя во время подключения соблюдайте элементарные правила электробезопасности.
Правила безопасности
Если вы решили самостоятельно подключить УЗО, успех и безопасность выполняемых работ будет зависеть от соблюдения вами правил безопасности:
- Перед началом монтажных операций обязательно снимите напряжение с участка (после отключения не лишним будет проверить наличие потенциала индикатором);
- Позаботьтесь о маркировке проводов – так будет гораздо удобнее подключать устройство, чтобы не перепутать выводы;
- Обязательно пользуйтесь заводскими клеммами и зажимами, ни в коем разе не допускайте накруток, напаек и других соединений с плохим контактом;
- После установки проверьте надежность соединений и наличие достаточной изоляции на всех токоведущих элементах;
- При вводе в работу обязательно проверяйте работоспособность путем нажатия кнопки тест;
- При первой подаче напряжения на вновь установленное устройство оно может разлететься из-за заводского брака или монтажных дефектов, поэтому лучше не стоять поблизости или принять меры для защиты глаз.
Перед подачей напряжения после завершения монтажа обязательно убедитесь, что никто из домочадцев или коллег не касается токоведущих элементов.
Видео инструкции
Список использованной литературы
- В.К. Монаков «УЗО. Теория и практика» 2007
- Родштейн Л.П. «Электрические аппараты» 1989
- Ф. Штепан «Устройства защитного отключения, управляемые дифференциальным током» 2004
Источник: www.asutpp.ru
Назначение и принцип работы УЗО в картинках
Устройство защитного отключения относится к токовым защитам и занимает второе место за автоматическим выключателем по обеспечению безопасности. Оно уже спасло здоровье многим людям, предотвратило электрические травмы.
Необходимость использования УЗО подтверждена требованиями времени, диктуется правилами электрической безопасности.
Как работает защитное отключение при образовании тока утечки
Орган сравнения фаз контролирует величину векторов входящего и выходящего токов по проводникам потенциалов фазы и нуля, постоянно сравнения их магнитные потоки.
Если величина второго вектора уменьшилась больше допустимого значения уставки, то делается вывод о возникновении неисправности. От появившегося тока утечки автоматически отключаются силовые контакты.
Дополнительное назначение устройства: предотвращение пожара здания вследствие нарушения диэлектрических свойств изоляции, создающего случайные пути аварийных токов.
Дифференциальный орган работает во всех системах заземления здания. Однако наиболее корректная и безопасная ситуация создается в схемах TN-S и TN-C-S, ТТ с дополнительной заземляющей магистралью РЕ.
Здания со старой системой заземления TN-C загрубляют чувствительность органа сравнения.
Электрические схемы УЗО: 2 варианта для квартиры и дома
Защита выпускается готовыми модулями для установки на Din рейку с возможностью монтажа в однофазной или трехфазной проводке.
Схема подключения однофазного УЗО
В сеть 220 вольт включают модуль на две магистрали тока с потенциалами фазы и нуля.
Схема внутренней конструкции защиты печатается прямо на корпусе, приводится в документации. Провод приходящей фазы подключается сверху на клемму №1, а с клеммы №2 идет к потребителям.
Потенциал нуля подводится на верхнюю клемму N, а снимается с нижней. Менять эти правила подключения нельзя: иначе орган сравнения фаз не сможет работать правильно, произойдут ложные срабатывания.
Схема подключения трехфазного УЗО
Три входных фазных проводника монтируют поочередно к верхним клеммам №1, 2 и 3. Снизу модуля с клемм №2, 4 и 6 их снимают и направляют к потребителю. Потенциал нуля подводят сверху к клемме “N”, снимают с нижней.
Различные производители конструктивно располагают магистраль рабочего нуля справа или слева от магистралей фаз. Все эти вариации показаны схемой-картинкой на корпусе защиты.
Магистрали фаз допустимо менять между собой местами, но их нельзя путать с линией тока нуля. К ней подключена обмотка кнопки проверки “Тест”. При ее нажатии защита станет работать не правильно.
Схемы подключения однофазного УЗО: 3 варианта использования в квартире
Модуль защиты в квартирном щитке может монтироваться на:
- вводе для контроля всего рабочего оборудования, подключенного к проводке;
- одной проблемной линии, например, для ванной комнаты или кухни, обладающих повышенной степенью влажности;
- несколько магистралей с розеточными группами.
Вводное УЗО: защита всей проводки в квартирном щитке
Устройство защитного отключения на вводе в квартиру устанавливают непосредственно за счетчиком и вводным автоматическим выключателем.
Пример расположения модулей защит, показанных на фотографии электрического щитка, дополняет поясняющая схема. Для ее ввода используется обычный автоматический выключатель однофазного исполнения.
Он разрывает только потенциал фазы аварийного тока. Это вполне приемлемо для обеспечения большинства задач, которые стоят в вопросах безопасности бытовой проводки.
Схема с двухполюсным автоматом ввода создается по такому же принципу за исключением того, что потенциал нуля проходит через его вторую магистраль на вход вводного УЗО.
После выхода с устройства защитного отключения потенциал нуля подключают к отдельной изолированной шинке N. С нее выполняют разводку по жилам кабелей к потребителям.
Защитные магистрали РЕ проводника монтируются с помощью собственной шинки PE. На нее подключается соответствующая жила от вводного кабеля и собираются отходящие магистрали ко всем потребителям без каких-либо разрывов.
Технические характеристики УЗО: номинальный ток и величина утечки — как правильно выбрать для вводного модуля
2 перечисленных параметра заложены заводом в конструкцию любого модуля. Изменить их после его приобретения мы не сможем. Поэтому важно их правильно выбирать до покупки.
Номинальный ток и уставка срабатывания утечки маркируются прямо на корпусе защиты.
Как выбрать УЗО по номинальному току
Эта величина характеризует силу тока, которую способны нормально выдерживать внутренние цепи блока без повреждения, например, со значением 40 ампер, как показано на картинке.
Если через внутреннюю схему защиты пойдет больший ток, то он просто спалит обмотки, провода, изоляцию. Это допускать нельзя.
Каждое устройство защитного отключения подключают через индивидуальный автомат с меньшим номинальным током на одну ступень стандартного ряда.
По этому принципу для верхней схемы выбран автомат с током 32 А для вводного УЗО на 40 ампер. Его уставка по нагрузке короткого замыкания и перегрузу спасает наш модуль от выгорания при любой аварии.
Стоимость дифавтомата несколько выше, чем составляющих УЗО и автомата вместе, но его применение экономит место в квартирном щитке, что часто бывает вполне обоснованно.
Как выбрать УЗО по току утечки
Практически через любой слой изоляции протекают токи. Просто у материалов с высокими диэлектрическими свойствами они очень малы из-за высокого электрического сопротивления.
Поврежденная изоляция обладает низкой ограничивающей способностью. Через нее протекают токи повышенной величины.
ПУЭ регламентирует суммарный ток утечки (дифференциальный) сквозь изоляцию. Он никогда не должен превышать безопасную для человека величину.
Существуют специальные лабораторные приборы, которые позволяют измерить ток утечки через изоляцию электропроводки. Когда они отсутствуют, то выполняют приблизительный расчет по предложенной методике.
Для обычных помещений выбирают устройство защитного отключения с безопасным дифференциальным током 30 мА. Во влажной среде, характерной для ванной комнаты или кухни во время приготовления пищи, его величина снижается до 10 или 6 мА.
На вводе в здание допустимо ставить устройство защитного отключения с номиналом 100 мА.
Вводное УЗО на 100, 300 или 500 мА не способно спасти человека от получения электрической травмы. Его задача: предотвратить пожар из-за возгорания электрической проводки.
УЗО для ванной: пример выбора модуля защиты на один потребитель
Вариант размещения защитного отключения внутри квартирного щитка показан фотографией ниже.
Схема подключения модуля защиты для одной отдельной линии (ванная комната) с расположением магистралей фазы и нуля показана более подробно на общей картинке для квартирной проводки.
Автоматический выключатель этой магистрали, как и остальных, запитан от сборки за вводным автоматом.
Обращаю внимание, как здесь подключена шинка рабочего нуля и ее отличия от способа, выбранного для схемы с вводным модулем.
Рабочий ноль подводится от вводного кабеля непосредственно к счетчику, а с него отводится на шинку N. С нее выполняется разводка ко всем потребителям кабелями отходящих линий.
К розеткам ванной комнаты рабочий ноль подается через отдельный силовой контакт нашей защиты.
Монтаж шинки PE выполняется по предыдущему варианту без изменений.
В этой схеме внутренняя конструкция модуля защищена от превышения номинального тока (16 ампер) собственным автоматическим выключателем (номинал 10 А).
Групповое УЗО: экономная защита нескольких отходящих линий
Устанавливать индивидуальный модуль к каждому отдельному потребителю — наиболее оправданное решение в вопросах обеспечения безопасности и поиска места возникшей неисправности.
Однако такая схема монтажа самая затратная и дорогая. Она требует использования довольно вместительного квартирного щитка и большого количества модулей УЗО или дифференциальных автоматов. На их покупку уходит много денег.
Групповое УЗО позволяет их экономить. Его просто подключают к нескольким отходящим линиям, располагая отдельным блоком перед индивидуальными автоматическими выключателями.
Внутри квартирного щитка их удобно монтировать отдельными группами. Этот прием обеспечивает наглядность при эксплуатации и ремонте.
Схема подключения группового УЗО к нескольким отходящим линиям изображена ниже.
Здесь защиту группового модуля по величине номинального тока 50 ампер выполняет автомат ввода 40А.
У подобной схемы начинающие электрики выполняют ошибочный расчет, подбирая номинальный ток группового УЗО как сумму номиналов подключенных нагрузок.
Например, на схеме все потребители запитаны через автоматы на 32, 25 и 16 ампер. Общая их сумма составляет 32+25+16=73. Искать защиту с таким номиналом или большим бессмысленно.
Этот вопрос решается проще: вводной автомат в этой квартирной проводке уже выбран на 40 ампер. Большие токи он обязан отключать, одновременно защищая групповое УЗО.
Поэтому его номинал вполне достаточно выбрать на одну ступень больше из стандартного токового ряда: 50 ампер.
Отличия конфигурации цепей рабочего нуля для схемы группового УЗО
Рассматриваемая схема объединила оба рассмотренных выше варианта формирования цепочек для подключения к шинке N:
- до группового УЗО работает вторая разработка,
используемая для одиночной линии; - после него создается своя дополнительная шинка
N1, отделяемая от общей цепочки контактами группового модуля.
Монтаж шинки РЕ и проводов к ней не меняется.
Схема подключения трехфазного УЗО: 4 варианта для частного дома
Ниже рассматриваю случаи использования противопожарного и обычного модуля в разных ситуациях.
Противопожарное УЗО для частного дома: как правильно выбрать и установить
Фрагмент схемы подключения четырехполюсного противопожарного УЗО на вводе в частный дом поясняет главный принцип его выбора по дифференциальному току.
Его ставят на вводе в здание для защиты:
- входного кабеля;
- линий к потребителям, на которых не используются
индивидуальные устройства защитного отключения; - выполняющей роль резерва в случае отказа
основного модуля.
Противопожарное УЗО подключают в схему электропитания дома с обязательным соблюдением селективности его срабатывания. Она достигается комплексно двумя настройками:
- троекратным запасом уставки по дифференциальному
току в сравнении с любым групповым или индивидуальным модулем, расположенным
ниже; - замедлением на срабатывание по времени минимум в
3 раза.
Фрагмент приведенной выше схемы включения показывает, что дифференциальный ток противопожарного модуля IΔns трижды превышает уставку утечки IΔn1 или IΔn2 у любой группы потребителей.
Противопожарные УЗО создаются для срабатывания от токов утечки на 100, 300 либо 500 мА, а модули защиты человека от дифференциального тока производятся на уставки 30, 10 или 6 миллиампер.
Возможность выставления уставки времени для селективного срабатывания обозначается на корпусе модуля латинской буквой “S”.
Подключение трехфазного УЗО: схема на 4 полюса с использованием нейтрали
Упрощенно схему подключения четырехполюсного УЗО в трехфазную сеть можно представить следующим образом: на выходе рабочего нуля используется шинка для разводки потенциалов нейтрали N по подключенным потребителям (схема с нейтралью).
Потребители могут питаться от всех 3 фаз или какой-то одной. Эта же схема позволяет выполнять защиту одновременно трех разных однофазных цепей при условии использования общей нейтрали.
При этом стараются построить работу оборудования с соблюдением равномерного распределения токов нагрузок по всем фазам.
Подключение трехфазного УЗО: схема на 4 полюса без использования нейтрали
Отказаться от работы нейтрального провода и упростить конструкцию позволяет случай использования симметричной нагрузки, у которой все токи в фазах всегда равны.
Пример такого подключения — защита трехфазного асинхронного электродвигателя. Обмотки его статора могут быть собраны по схеме звезды или треугольника, которые обеспечивают одинаковые сопротивления между фазами.
Потенциал рабочего нуля заводится на вводной контакт четырехполюсного УЗО, а на выходной ничего не подключается. Выходная клемма потенциала N остается пустой.
Этот прием позволяет экономить средства за счет подключения двигателя к цепям питания кабелем с четырьмя, а не пятью жилами: три для фазных потенциалов и одна — защитного РЕ проводника.
Его монтируют на специальный болт заземления корпуса.
Подключение трехфазного УЗО: схема для однофазной сети
Предлагаемый вариант не является типичным.
Он используется как исключение в трех случаях:
- У владельца имеется лишний модуль защиты, который необходимо пристроить в работу. Иначе оно просто пылится без дела.
- Собираемую однофазную проводку планируется в ближайшем времени переводить на три фазы.
- Временная замена модуля, вышедшего из строя при возникновении аварии.
Во всех трех случаях необходимо потенциал фазы пускать через те клеммы, к которым подключена обмотка кнопки “Тест”. Иначе она не станет срабатывать при ручных проверках.
В этой короткой статье я постарался дать самый необходимый материал. Видеоролик владельца Заметки электрика наглядно дополняет, как подключить УЗО правильно и выбрать его по номинальному току и току утечки. Рекомендую посмотреть.
Ожидаю, что у вас еще возникли вопросы по этой теме. Задавайте в комментариях. Я отвечу.
Источник: ElectrikBlog.ru
Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».
В сегодняшней статье я расскажу Вам про различные варианты схем подключения УЗО (устройство защитного отключения) в однофазной сети, а также про выбор его номинального тока и дифференциального тока (тока утечки) в зависимости от схемы подключения.
Для более наглядного понимания материала, необходимо рассмотреть конкретные варианты, начиная с самых простых и стандартных схем и, заканчивая, частными случаями.
1. Вводное УЗО
Предположим, что у нас в квартире установлен вводной автоматический выключатель с номинальным током 40 (А) и мы хотим защитить всех потребителей квартиры одним общим УЗО. Оно же будет считаться и называться вводным УЗО.
И это правильно! Закрывать глаза на электробезопасность в своем доме, а также на требования ПУЭ (п.7.1.71), я считаю не правильным и даже опасным.
Кстати, прошу обратить внимание на электрический щит. Это очередная новинка от компании IEK — металлический распределительный щит ЩРн серии PRO. Про преимущества и выявленные недостатки данного щита я расскажу Вам в самое ближайшее время. Если не хотите пропустить новые выпуски статей, то подписывайтесь на рассылку сайта.
Поскольку разговор зашел о щитах, то напомню Вам, что не так давно я уже делал подробный обзор пластикового щита серии PRIME от IEK, который меня достаточно впечатлил.
Перейдем непосредственно к теме статьи.
Схема представленного выше щита достаточно простая. Питающая фаза приходит на клемму (1) счетчика электрической энергии, а ноль — на клемму (3). С клеммы (2) фаза уходит на верхнюю клемму вводного автомата, а с нижней клеммы — на верхнюю клемму среднего отходящего автомата, соединенного с соседними автоматами с помощью соединительной гребенки. С клеммы (4) счетчика электрической энергии ноль уходит на общую нулевую шину (N).
Вводное УЗО необходимо подключить сразу же после вводного автомата, а уже после него подключить групповые автоматы на отходящие линии (розетки, освещение, теплый пол и прочее электрооборудование). Выглядеть это будет следующим образом.
Питающая фаза приходит на клемму (1) счетчика электрической энергии, а ноль — на клемму (3). С клеммы (2) фаза уходит на верхнюю клемму вводного автоматического выключателя, а с нижней клеммы — на верхнюю клемму (1) вводного УЗО. С нижней клеммы (2) УЗО фаза уходит на верхнюю клемму среднего отходящего автомата, соединенного с соседними автоматами с помощью гребенчатой шины. С клеммы (4) счетчика электрической энергии ноль уходит на верхнюю клемму (N) УЗО, а с нижней клеммы (N) УЗО — на общую нулевую шину (N).
Внимание! Рекомендую ознакомиться со статьей про распространенные ошибки, возникающие при подключении УЗО и дифавтоматов.
Как выбрать номинальный ток УЗО?!
Номинальный ток вводного УЗО должен быть на одну ступень выше, чем номинальный ток вводного автоматического выключателя, т.е. нам необходимо установить УЗО с номинальным током не менее 50 (А) и током утечки 30 (мА). Таким образом, вводное УЗО у нас будет защищено от перегруза (сверхтока), как и требует от нас ПУЭ (п.7.1.75 и п.7.1.76).
Стандартный существующий ряд номинальных токов УЗО: 16, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100 (А).
Номинальный ток УЗО отображается на лицевой стороне его корпуса.
Зачем нам необходимо защищать УЗО от перегруза? И откуда может возникнуть этот самый перегруз?
Да все, элементарно! В щите установлен вводной автоматический выключатель с номинальным током 40 (А), что соответствует выделенной мощности 8,8 (кВт). В любое время Вы можете включить в сеть приборы с суммарной мощностью, превышающую 8,8 (кВт). Возьмем для примера, что потребляемая мощность у Вас составила около 10 (кВт), что равносильно току 45,4 (А).
При таком токе, согласно время-токовой характеристики (ВТХ) срабатывания теплового расцепителя, наш вводной автомат не отключится в течение целого часа.
Получается, что все это время через УЗО будет проходить ток величиной 45,4 (А), превышающий его номинальный ток, что может привести к нагреву его токоведущих частей, оплавлению корпуса и в конечном счете выходу его из строя.
Чтобы избежать подобной ситуации, я Вам всегда советую устанавливать УЗО с номинальным током на одну ступень больше, чем номинальный ток автомата. Но как показывает практика, токоведущие части УЗО выполнены с некоторым запасом по перегрузочной способности, но тем не менее я бы не рисковал и соблюдал данное требование!
Почему УЗО должно быть с током утечки именно на 30 (мА)?
Сначала приведу стандартный существующий ряд номинальных дифференциальных токов (токов утечки) УЗО: 10 (мА), 30 (мА), 100 (мА), 300 (мА) и 500 (мА).
Иногда эти значения могут отображаться не в миллиамперах, а в амперах, тогда стандартный ряд будет выглядеть следующим образом: 0,01 (А), 0,03 (А), 0,1 (А), 0,3 (А) и 0,5 (А).
Номинальный дифференциальный ток (ток утечки) УЗО отображается также на лицевой стороне его корпуса.
Итак, если у Вас вводной автоматический выключатель имеет номинальный ток до 40 (А) включительно, то вводное УЗО можно устанавливать с током утечки 30 (мА). Если же номинал вводного автомата больше 50 (А), то скорее всего УЗО придется устанавливать с током утечки 100 (мА).
Дело в том, что все зависит от общей фоновой (естественной) утечки в линиях электропроводки. Поэтому считается что, чем больше ток нагрузки, тем больше фоновая утечка, поэтому, чтобы избежать ложных срабатываний УЗО, приходится завышать его ток утечки с 30 (мА) до 100 (мА).
Согласно ПУЭ (п.7.1.83), существует норма по суммарной фоновой утечке в нормальном режиме, которая должна быть не больше 1/3 номинального тока утечки УЗО. Вот например, ток утечки УЗО составляет 30 (мА), а значит фоновая утечка в этой линии должна быть не больше 10 (мА).
Фоновую утечку можно измерить, правда для этого необходимы специальные приборы. Вот например, в нашей электротехнической лаборатории имеется прибор MRP-200 , правда основным его назначением все же является измерение отключающего дифференциального тока УЗО и измерение времени его срабатывания.
Также фоновую утечку можно приблизительно рассчитать. Условно принято, что ток утечки величиной 0,4 (мА) приходится на 1 (А) нагрузки или же ток утечки 10 (мкА) приходится на 1 метр длины фазного проводника.
Чтобы Вам не вникать в подробности определения фонового тока, я специально для Вас составил таблицу с рекомендуемыми уставками дифференциального тока (тока утечки) в зависимости от тока нагрузки.
Как видно по таблице, при номинальном токе нагрузки 40 (А) рекомендуется устанавливать УЗО с током утечки 30 (мА). В скобках указано значение 100 (мА), но это больше относится при эксплуатации старых электропроводок.
Если у Вас электропроводка не старая (не высохшая и не ветхая) и выполнена качественными кабелями и проводами, то даже при относительно больших токах нагрузки фоновая утечка будет незначительной (минимальной). Поэтому при номинальном токе вводного автомата даже 50 (А) и 63 (А) можно смело устанавливать вводное УЗО с током утечки 30 (мА).
Кстати, согласно ПУЭ (п.7.1.79, п.7.1.83 и п.7.1.85), требуется устанавливать на отходящие линии УЗО с током утечки 30 (мА). Если же защита всей электропроводки выполняется одним вводным УЗО, то ток утечки у него должен быть не более 30 (мА), естественно, что при выполнении условий по суммарной фоновой утечке.
Да, забыл уточнить, что я рассматриваю установку и подключение УЗО с целью защиты человека от поражения электрическим током и защиты линий от появления утечек в следствии старения и ухудшения изоляции, и прочих на нее воздействий.
2. УЗО на одну отходящую линию
Рассмотрим вариант, когда нам нужно с помощью УЗО защитить не все линии, а только одну отходящую (групповую). Для этого нам необходимо в этой линии установить УЗО. Предположим, что это будет линия освещения балкона или лоджии, защищенная автоматическим выключателем с номинальным током 10 (А).
Согласно вышеприведенным требованиям ПУЭ по защите УЗО от перегруза, нам необходимо после автомата 10 (А) установить УЗО с номинальным током 16 (А) или 25 (А) и током утечки 30 (мА). Ничего страшного не будет, если Вы здесь установите УЗО с номинальным током 40 (А) или 50 (А), как в моем примере.
В этой схеме питающая фаза приходит на клемму (1) счетчика электрической энергии, а ноль — на клемму (3). С клеммы (2) фаза уходит на верхнюю клемму вводного автомата, а с нижней клеммы — на верхнюю клемму среднего отходящего автомата, соединенного с соседними автоматами с помощью соединительной гребенки. Затем с нижней клеммы автоматического выключателя отходящей линии, защищенной с помощью УЗО (в моем примере это линия освещения лоджии), фаза уходит на верхнюю клемму (1) УЗО.
С клеммы (4) счетчика электрической энергии ноль уходит на общую нулевую шину (N). С общей нулевой шины (N) ноль уходит на верхнюю клемму (N) УЗО. К нижним клеммам (2) и (N) УЗО будет подключаться кабель отходящей линии освещения лоджии. Остальные линии, не защищенные УЗО, будут подключаться к соответствующим автоматам и общей нулевой шине (N).
Если же подобным образом защищать каждую отходящую линию с помощью УЗО, то при их большом количестве выйдет достаточно дорогим удовольствием в финансовом плане, поэтому существует еще один вариант, который рассмотрим ниже.
3. Групповое УЗО на несколько отходящих линий
Рассмотрим экономный вариант при защите с помощью одного УЗО нескольких отходящих линий.
Схема остается той же: вводной автомат и 5 отходящих автоматов. Мне необходимо защитить несколько отходящих линий с помощью одного УЗО. Для примера, разделю отходящие линии на 2 группы: два автомата в одной группе и три автомата в другой.
Отходящие линии первой группы у нас не будут защищены УЗО, а вот отходящие линии второй группы будут защищены с помощью одного общего (группового) УЗО.
В этой схеме питающая фаза приходит на клемму (1) счетчика электрической энергии, а ноль — на клемму (3). С клеммы (2) фаза уходит на верхнюю клемму вводного автомата. С нижней клеммы вводного автомата уходит два проводника. Один — на верхнюю клемму одного из автоматов 1-ой группы, соединенных между собой гребенкой. Второй проводник уходит на верхнюю клемму (1) общего (группового) УЗО, которое защищает 2-ую группу автоматов. С нижней клеммы (2) УЗО фаза уходит на верхнюю клемму среднего отходящего автомата 2-ой группы, соединенных между собой также с помощью гребенки.
С клеммы (4) счетчика электрической энергии ноль уходит на общую нулевую шину (N). С общей нулевой шины (N) ноль уходит на верхнюю клемму (N) УЗО.
Фазные проводники отходящих кабелей 1-ой группы будут подключаться непосредственно к автоматам 1-ой группы, а нули — к общей нулевой шине (N).
Фазные проводники отходящих кабелей 2-ой группы будут подключаться непосредственно к автоматам 2-ой группы, а нули — к нижней клемме (N) УЗО. Больше двух проводников подключать к одному зажиму запрещено, поэтому в таких случаях в щите устанавливают вторую нулевую шину (N1), которая соединяется с нижней клеммой (N) УЗО, а затем к этой самой шине (N1) и подключаются нули отходящих кабелей 2-ой группы.
Как выбрать номинальный ток УЗО в таком случае?!
Многие электрики начинают рассчитывать суммарный номинальный ток отходящих автоматов. Предположим, что отходящие автоматы имеют следующие номинальные токи: 6+10+10+16 = 42 (А). Таким образом, необходимо установить УЗО с номинальным током более 42 (А) и дополнительно учесть небольшой запас в случае перегруза. Для этого вполне подойдет УЗО с номинальным током 50 (А).
А если суммарный номинальный ток отходящих линий будет еще больше?! Например, 10+10+10+16+16+16+25+16=119 (А). Что делать в этом случае?! Устанавливать УЗО на 140-150 (А), которых даже нет в природе?!
На самом деле, не нужно заморачиваться и рассчитывать суммы номинальных токов отходящих автоматов, т.к. их может быть от нескольких штук до нескольких десятков. Все гораздо проще! Номинальный ток УЗО выбирается не по сумме номинальных токов автоматов на отходящих линиях, а на одну ступень больше, чем номинал вводного автомата. Все получается логично и правильно. Ведь в любом случае ток через УЗО не будет превышать ток, проходящий через вводной автомат и групповое УЗО будет защищено от перегруза.
Для нашего примера суммарный номинальный ток оставляет: 16+25+32 = 73 (А), что нам как бы предполагает установить здесь УЗО с номинальным током 80 (А) или вовсе 100 (А). Но это не совсем правильно, т.к. нам достаточно установить УЗО с номинальным током 50 (А), который будет на одну ступень выше, чем номинальный ток 40 (А) вводного автоматического выключателя.
В настоящее время это наиболее распространенный способ подключения УЗО, т.к. он более экономный, но в то же время в полном объеме соответствует требованиям ПУЭ и электробезопасности.
В данное время я как раз таки занимаюсь сборкой квартирного щита, в котором имеется 30 отходящих линий (с учетом резерва). По аналогии с описанным выше способом, каждые 10 отходящих линий будут защищены отдельным УЗО.
Вводной автомат в этом примере имеет номинал 32 (А), поэтому все УЗО имеют номинальный ток 40 (А), 30 (мА) независимо от суммы номинальных токов автоматов на защищаемых отходящих линиях.
О сборке этого щита я еще напишу отдельную подробную статью, так что кому интересно, то подписывайтесь на рассылку сайта.
Я рассказал Вам про самые основные схемы подключения УЗО в однофазной сети, а также про выбор УЗО по номинальному току и току утечки для каждого конкретного случая. На частных случаях подключения УЗО, а также на каких-то не стандартных решениях я останавливаться не стал, если вдруг возникнут вопросы, то смело задавайте их в комментариях под статьей.
Видео по материалам статьи:
Про принцип подключения УЗО в трехфазной сети почитайте в следующих моих статьях:
- Схема подключения четырехполюсного УЗО в трехфазной сети с использованием нейтрали
- Схема подключения четырехполюсного УЗО в трехфазной сети без использования нейтрали
- Схема подключения четырехполюсного УЗО в однофазной сети
Если Вы не хотите заморачиваться вопросами куда и каким номиналом установить УЗО (устройство защитного отключения), то Вы всегда можете вместо пары «автомат+УЗО» применить дифференциальные автоматы с соответствующими параметрами. Читайте статью про преимущества и недостатки применения в схемах дифавтоматов. Надеюсь, что она прояснит Вам некоторые моменты.
P.S. На этом, пожалуй, все. Всем спасибо за внимание.
Источник: zametkielectrika.ru
Виды УЗО
Устройства защиты от утечек тока, известные под аббревиатурами УЗО, АДЗ, ВДТ, АВДТ, несут основную функцию — оградить живые организмы от электротравм, а также предупредить паразитные диэлектрические потери, способные привести к возгоранию. Весь спектр приборов, описанных в этом обзоре, имеет отличия по принципу действия, назначению, чувствительности, роду тока в контролируемой цепи, способности выдерживать нагрузку, а также по ряду прочих факторов. Чтобы иметь чёткое и ясное представление о возможностях того или иного прибора, следует понимать специфику его работы.
По механизму действия УЗО может быть электромеханическим и электронным. В первом случае основным функциональным элементом служит дифференциальный трансформатор на кольцевом сердечнике. Трансформатор имеет две первичные обмотки, по которым проходит основная нагрузка, а также третью управляющую. В нормальном режиме работы по первичным обмоткам протекают противоположно направленные токи, равные по значению, таким образом, их электромагнитная индукция взаимно компенсируется. Если в любой точке цепи, подключенной после УЗО, происходит утечка, токи в первичных обмотках теряют эквивалентность, соответственно, во вторичной обмотке появляется наводка. Когда наведённый ток превышает установленное значение, срабатывает расцепитель, который разрывает основную группу контактов.
Принцип работы электромеханического УЗО
Электронные УЗО имеют иной принцип действия, их работа основана на полупроводниковых приборах. Первым звеном электронной схемы выступает делитель тока, задача которого — преобразовать действующую на основных контактах устройства нагрузку к такой, которая допустима при работе полупроводниковых элементов. Пропорциональный, но меньший по величине ток приходит на компаратор (сравнивающее полупроводниковое устройство), который при существенной разнице на входах формирует выходной сигнал, приводящий в действие устройство размыкания основной цепи.
Cхема электронного УЗО: А — компаратор; К — реле; Т — кнопка «Тест»; R — резистор
Практическая разница устройств защитного отключения электронного и электромеханического действия заключается в следующем:
- Электромеханические УЗО могут ложно срабатывать при высоких составляющих реактивной и индуктивной нагрузок. Другими словами, запаздывание или опережение кривой тока в одной обмотке относительно другой порождают наводки на управляющий контур.
- Электронные УЗО не имеют достаточно высокой точности из-за погрешностей номиналов, свойственных для всех радиоэлектронных компонентов. Также на эффективность работы электронных УЗО оказывает существенное влияние значение напряжения, действующее в контролируемой цепи.
Слева: электромеханическое УЗО. Справа: электронное УЗО
По назначению УЗО принято классифицировать на устройства защиты от поражения электрическим током и приборы, защищающие от пожароопасных утечек тока через изоляцию. Помимо незначительных отличий в устройстве, эти приборы попросту имеют разные номиналы дифференциальных токов, на которые срабатывает защитный механизм.
Противопожарное УЗО типа S (селективное)
Нагрузочная способность УЗО свидетельствует в первую очередь о проводимости элементов основной контактной группы. Также имеются отличия в:
- Массивности магнитного сердечника, способного выдерживать нагрев при взаимной компенсации индукционных воздействий.
- Классе мощности радиоэлектронных компонентов.
В разряде прочих функций УЗО наиболее примечательна возможность отключать цепь питания при превышении действующего тока. По сути такие УЗО, называемые дифференциальными автоматическими выключателями, совмещают в себе силовой автомат и устройство защиты от утечек тока.
Дифференциальный автомат
Нулевой и защитный проводники
С принципами работы УЗО мы разобрались, осталось только провести корреляцию с существующими схемами электропитания переменным током. Большая часть инцидентов, связанных с неправильной работой устройств дифференциальной защиты, вызвана именно неверным применением в различных схемах электроснабжения.
Главным образом цепи переменного тока отличаются наличием и схемой соединения нулевого и защитного проводников. Таким образом, можно выделить схемы электропитания с глухо заземлённой и изолированной нейтралью. На практике отличие заключается в месте объединения нулевого рабочего и нулевого защитного проводников. Для правильной работы УЗО общая точка нуля должна располагаться по схеме раньше места установки прибора.
Цепи, контролируемые УЗО, не должны иметь потенциальной возможности сбрасывать часть тока на землю, иначе ложные срабатывания гарантированы. Поэтому защитой от утечек оснащают преимущественно сети с изолированной нейтралью (IT и TT), то есть не имеющие связи с защитным нулевым проводником на всей протяжённости сети после ВРУ. В этот же разряд входят системы с глухозаземлённой нейтралью TN-S и TN-C-S, хотя установка дифференциальной защиты в них требует дополнительной осторожности.
Тем не менее, в системах типа TN-C устройства защитного отключения всё же могут корректно работать. Их подключение выполняется по 3-х или 5-проводной схеме, то есть защитный проводник тянется к распределительному узлу для объединения с рабочим нулём до места врезки УЗО. Защита от дифференциального тока в таком случае ограничена в селективности: трудно защищать целые группы проводников, приборы удаётся устанавливать только на крайних ответвлениях, то есть сразу перед токоприёмниками. Частный пример — розетки со встроенной защитой от утечек.
Выбор номинальных параметров
Сферу применения и назначение УЗО определяют два ключевых параметра: нагрузочная способность и величина утечки, при которой происходит разрыв цепи. Если дифференциальная защита призвана сократить тяжесть последствий от электротравмы, её номинал выбирается исходя из допустимых значений тока, действующего на организм.
Первая степень электрической травмы характеризуется судорогами без потери сознания и не наносит непоправимого ущерба. Такое поражение характерно при протекании через организм мизерных величин тока: порядка 10 мА для детей и до 30 мА у взрослых. Поэтому УЗО с уставкой по утечке на такие значения применяют для защиты основных розеточных групп. При этом наиболее чувствительные УЗО используют для розеток, расположенных вблизи пола, где к ним возможен доступ детей, а также для групп, подключенных по двухпроводной схеме. Розетки для бытовой техники, имеющие контакт защитного заземления, подключают через УЗО с чувствительностью в 30 мА. Для защиты от поражения электрическим током принято использовать приборы электромеханического типа как наиболее надёжные.
Основные характеристики УЗО
Общая защита кабельных линий электропередач от утечек через изоляцию обеспечивается противопожарными УЗО с уставкой дифференциального тока в 100, 200 или 500 мА. Более точное значение определяется характеристиками кабельной продукции и длиной линии. Чем хуже диэлектрические свойства и выше протяжённость, тем больше суммарное значение утечки. Высокая собственная ёмкость кабеля не вызывает ложных срабатываний, поскольку накопление заряда сопровождается пропорциональной по величине работой тока в обоих проводниках.
Нагрузочная способность УЗО устанавливается с обеспечением запаса надёжности порядка 10–20% в зависимости от режима работы защищенной линии. Выбор номинала точно по значениям действующего тока чреват перегревом устройства, если же запас будет существенно больше — возможно снижение чувствительности. В свою очередь, для дифференциальных автоматов уставка максимального тока и характеристика отключения имеют ключевое значение и определяются требованиями по защите линии от перегрузок.
Однофазное и трёхфазное подключение
Важнейшее правило подключения устройств дифференциальной защиты — к ним должны подключаться все проводники, по которым осуществляется перемещение электрического заряда. Для однофазных сетей используются двухполюсные приборы: левая группа контактов предназначена для фазного проводника, правая — для рабочего нулевого. Условное направление прохождения тока не имеет значения для электромеханических УЗО, в то время как электронные устройства требуют подключения нагрузки исключительно снизу с подачей питания на верхние клеммы.
Схема подключения трёхфазного УЗО: 1 —вводной автомат; 2 — трёхфазный счётчик; 3 — четырёхполюсное УЗО; 4 — автомат для подключения трёхфазной нагрузки; 5 — автоматы двухфазной нагрузки
Подключение трёхфазных УЗО также в обязательном порядке происходит с проведением рабочего нуля через устройство. В конечном итоге даже асинхронный двигатель — три линейных проводника, которые не имеют строгой балансировки нагрузки, поэтому их подключение по схеме «звезда» выполняется через симметрирующий ноль. Если при этом сам двигатель зануляется через систему защитного заземления, УЗО гарантированно не будет корректно работать.
Правильный электромонтаж
Большая часть УЗО относится к категории модульной техники для установки на 35 мм DIN-рейку. Высота модуля и размер шейки соответствуют стандартным габаритам, поэтому с размещением диффзащиты в обычных рядных ящиках проблем не возникает.
В плане сборки щитовой проводки имеются свои тонкости. Подключение входного рабочего нуля к общей шине или кросс-модулю должно выполняться сразу после выхода с УЗО одним проводником без ответвлений. При этом к данной шине должны подключаться только те линии, защита которых контролируется устройством, с которого взят рабочий нуль. Таким образом, в стандартном щитке действует следующая схема подключения:
- Входные фазные и нулевой провод с вводного кабеля подключают напрямую на клеммы УЗО. С обратной стороны снимается рабочий ноль и фазы, каждый проводник на отдельную шину.
- К общей нулевой шине подключаются:
- нулевые проводники осветительной сети напрямую;
- ноль подключения УЗО 1 группы на 10 мА;
- ноль подключения УЗО 2 группы на 30 мА.
- К фазной шине подключается вся нагрузка, включая УЗО 1 и 2 группы.
Схема подключения УЗО: 1 — вводной автомат; 2 — счётчик; 3 — общее селективное УЗО; 4 — кросс-модуль; 5 — автоматы осветительной сети; 6 — автомат для защиты УЗО; 7 — УЗО первой группы 10 мА; 8 — УЗО второй группы 30 мА; 9 — нулевая шина; 10 — шина заземления
Поскольку нулевой контакт устройств дифференциальной защиты расположен справа, сами приборы располагают в правой части ряда, чтобы впоследствии выполнить раздачу фаз по автоматическим выключателям гребёнкой. После УЗО 1 и 2 группы устанавливаются дополнительные шины или кросс-модули, к которым подключаются все линии, входящие в соответствующую группу защиты. Если устройство защитного отключения или дифференциальный автомат устанавливаются в местных групповых щитках, они всегда следуют по схеме первыми. Исключение составляют линии освещения, питание на которые подаётся со входных клемм защитных устройств. Для снижения переходного сопротивления многопроволочные жилы следует обжать наконечниками. Контроль усилия затяжки для модульных устройств не критичен, однако требуется перетяжка контактов спустя 48–72 часа после завершения монтажа.
Проверка и устранение неисправностей
Установка УЗО практически в любую систему электроснабжения позволяет точно проверять подключенные к сети устройства и линии на предмет проблем с изоляцией и пробоя на корпус. Для этого УЗО и стараются сдвинуть как можно ближе к вводному автомату: область защиты при этом становится только шире, при этом проблемная точка легко детектируется путём последовательного перебора подключенных линий.
Ложное срабатывание УЗО практически всегда является следствием какого-либо действия человека: прикосновения к корпусу техники, включения прибора в розетку и т. д. Таким образом, место утечки в большинстве случаев удаётся достаточно быстро локализовать. Если срабатывает вводное УЗО, контролирующее несколько групп, линию со слабой изоляцией определяют путём последовательного отключения розеточных групп и контроля за работоспособностью электросети. Обнаруженная сеть может переключаться на питание в обход УЗО, но только с переподключением обоих проводников и только если такое изменение схемы допустимо с точки зрения электробезопасности. В остальных случаях требуется либо установка диффзащиты на большее значение тока утечки, либо восстановление изоляции линии.
Периодически нужно тестировать работоспособность механизма. Для этого в каждом устройстве предусмотрена тестовая кнопка, замыкающая один выходной полюс с противоположным входным через токоограничивающее сопротивление. Таким образом, имитируется утечка, значение которой с высокой точностью приближено к порогу срабатывания. Отсутствие реакции на нажатие тестовой кнопки может служить как о неисправности прибора, так и о слишком низком рабочем напряжении.
Источник: rmnt.mirtesen.ru