Узо принцип работы

Назначение

Основным назначением устройства защитного отключения является обеспечение защиты человека от поражения переменным или постоянным током. Если в помещении к электрической сети подключен неисправный или поврежденный прибор, то при контакте человека с оголенным проводников, его может ударить электричеством. Данное оборудование позволяет избежать поражения электричеством при случайных контактах, а также обезопасить дом от воспламенения проводки при утечке тока.

Прибор представляет собою механический коммутационный аппарат для прекращения подачи дифференциального тока в определенных условиях. УЗО обесточивает питание электрической сети при прикосновении человека (животных) с проводниками бытовых приборов и техники или с заземляющим контактом. Срабатывание происходит как при прямом соприкосновении с частями электроустановки, так и при косвенном.

Выключение УЗО может произойти также при повреждении внешней изоляции или контакта проводников с заземленным корпусом, при неправильной перемене заземляющего проводника и рабочего нулевого, при перемене фазного провода с нулевым рабочим во время прикосновения к ним под напряжением. Отключение может произойти по причине обрыва рабочего нулевого проводника, который по схеме может размещаться до и после защитного устройства, и при прикосновении человеком оголенной частью тела к частям прибора, находящимся под напряжением.

Виды

Как и все защитные приспособления для электрической цепи, УЗО имеет свои виды. В связи с конструкцией и механикой приборы могут быть электромеханическими и электронными.

Электромеханический. Подключение такого устройства позволяет предоставить цепи более высокую надежность. Действие электромеханического вида приборов позволяют его широко использовать в зданиях разного назначения, благодаря возможности работать механики при любой нагрузке в электрической сети. Высокая стоимость оправдывается скоростью срабатывания и длительным сроком эксплуатации.

Основные элементы конструкции – реле, магнитоэлектрическая защелка, а также трансформатор для напряжения нулевой последовательности. Электронные. Конструкция данного типа оборудования очень похожа с электромеханическим, так как в состав входят те же элементы. Однако основной магнитоэлектрический элемент изготавливается в виде электронной схемы.

Сама схема состоит из сравнительных элементов, фильтра, усилителя и выпрямителя. Таким образом, при подключении к сети устройства защитного отключения электронного типа, его работа будет зависеть от напряжения линии. Устройство защитного отключения может подсоединяться по определенной схеме к электрической однофазной и трехфазной силовой линии.

Классификация приборов проводится по их скорости реакции на утечку, по особенностям разрыва цепи, по допустимой нагрузке, по способу предупреждения замыкания и типу монтажа корпуса. Выбор такого приспособления должен основываться исходя из его характеристик и особенностей цепи.

Принцип работы

Принцип работы защитного оборудования основывается на сравнивании потенциалов дифференциального тока, который проходит через него. Для этого постоянно производится измерение потенциала на его входе и выходе. В идеале после измерений суммы векторных токов, проходящих по контролируемым проводникам и должны равняться нулю. Так при однофазной схеме электрической линии измерение проводится на двух проводниках, а при трехфазной – на трех и более.

Если значение вытекающего переменного тока в сети будет отличаться от входящего в УЗО, то оно сработает, обесточив помещение. Диапазоны разницы потенциалов могут быть стандартными для определенного типа оборудования или же иметь регулятор диапазона, для установления произвольного значения (конечно, с разумным ограничением). При появлении на линии утечки (прикосновение человеком фазного провода или снижение сопротивления внешней изоляции кабеля), то векторная сумма входящего и исходящего тока будет разной. В связи с этим произойдет обесточивание всей линии.

Так при работе оборудования можно выделить основной элемент в его конструкции – дифференциальной трансформатор тока. Представляет собою сердечник с обмоткой. Конструкция также предусматривает предварительную проверку. На его корпусе предусмотрена специальная кнопка для тестирования прибора. Принцип действия проверки заключается в искусственно созданном заряде утечки. Если все подключено правильно и само устройство защитного отключения работает правильно, тогда после нажатия кнопки произойдет разъединение ответвления силовой линии.

otoke.ru

Назначение

Конструктивно УЗО выполняется монолитным корпусом с возможностью ручного и автоматического управления.

В ручном режиме можно:

1. подать напряжение на контролируемую схему;
2. отключить питание с подключенных потребителей;
3. проверить исправность устройства кнопкой «Тест».

Автоматический режим начинает работать сразу после ручной подачи питания и способен выполнять только отключения схемы при возникновении в ней токов утечек. Функция повторного включения УЗО при пропадании питания сети применяется у отдельных, наиболее сложных конструкций.

Эксплуатационными задачами УЗО являются:

1. подача напряжения к потребителям;
2. исключение ложных срабатываний при прохождении токов нагрузки;
3. ручное отключение в нормальном режиме и защитное — при пробоях изоляции в контролируемой схеме.

Работа автоматики УЗО предотвращает:

• получение электрических травм человеком, попавшим под напряжение электроустановки;
• возникновение пожаров здания при нарушении проводки.

Основные технические характеристики

К ним относят:

• принцип действия, основанный на использовании электромеханической либо электронной схеме;
• значение тока номинальной нагрузки;
• уставка срабатывания дифференциального органа, пределы ее настройки;
• число полюсов;
• способ установки;
• напряжение рабочей сети.

Параметры срабатывания УЗО наносят прямо на его корпусе с лицевой стороны для удобства чтения даже после установки прибора внутри электрического щитка.

Принцип работы УЗО

Рассмотрим его на примере обычной модели, используемой в однофазной квартирной проводке.

Режим нормальной работы и возникновения утечки

Прибор устанавливают в распределительном щитке и подключают к проводам фазы и нуля с учетом полярности и назначения клемм, которые четко обозначены на корпусе.

При питании нагрузки ток проходит по магистрали фазы от верхней клеммы к нижней (направление I1), затем к подключенным приборам и возвращается через нижнюю клемму УЗО к верхней (направление I2) в ноль схемы питания. Оба внутренних токовода фазы и нуля смонтированы внутри общего магнитопровода и наводят в нем магнитные потоки Ф1 и Ф2, пропорциональные величине своего тока. На этом принципе работает орган сравнения УЗО.

Если изоляция хорошая и утечки отсутствуют, то создается баланс между проходящими токами, приводящий к взаимному устранению магнитных потоков. Когда же возникает пробой изоляции, то часть тока фазы станет стекать через корпус бытового прибора на потенциал земли и сквозь нее вернется на нулевой потенциал трансформаторной подстанции.

Таким образом, ток фазы раздвоится на два потока через:

1. электрическую схему работающего бытового прибора;
2. обходную, случайно образованную утечку через контур земли.

В итоге значение I2, проходящего в нуле УЗО будет уменьшено на ток утечки и сформирует меньший по величине магнитный поток Ф2. Возникнет дисбаланс магнитных потоков ΔФ=Ф1-Ф2 в сердечнике общего магнитопровода.

Для съема сигнала о возникновении тока утечки вокруг тороидального сердечника органа сравнения намотана обмотка измерительного органа. При возникновении дисбаланса магнитных потоков в ней наводится пропорциональный созданной разности электрический ток, который транслируется на обмотку токового реле и при определенной величине уставки вызывает срабатывание исполнительного органа, отключающего в автоматическом режиме силовые контакты УЗО.

Режим проверки работоспособности кнопкой «Тест»

Эта функция предназначена для обеспечения периодического контроля состояния защиты пользователем вручную, что значительно повышает безопасность и надежность применения УЗО.

Во внутренней схеме между потенциалами фазы и нуля через токоограничивающий резистор R и дополнительный силовой контакт подключена кнопка проверки исправности «Тест».

При ее нажатии часть тока фазы, незначительно превышающая величину уставки (так подобран резистор R), отводится на ноль, минуя путь через магнитопровод. Таким способом создается дисбаланс токов, приводящий к срабатыванию исполнительного органа при исправном УЗО.

Если же снятия питания устройством защитного отключения в режиме «Тест» не происходит, то УЗО считается неисправным и должно выводиться из эксплуатации, заменяться работоспособной моделью.

Рекомендуемая минимальная периодичность проведения тестов: 1 раз в месяц.

Способы действия

По конструктивному исполнению УЗО классифицируют на модели:

1. электромеханического типа, работающих автономно;
2. электронных конструкций с дополнительным блоком питания.

Каждая из схем имеет свои преимущества и недостатки. Рассмотрим их на примере частного случая обрыва нуля от питающей сети при образовании потенциала фазы на корпусе подключенного прибора.

Электронное УЗО

Для работы схемы логики защиты требуется питание, а при отгорании нуля в проводке оно пропадет, ибо на блок питания будет поступать только потенциал фазы. Когда он через пробой изоляции проявится на корпусе стиральной машины, то при контакте с человеком через его тело станет стекать ток на землю.

Но, УЗО при этом не сработает и свою защитную функцию не выполнит. Единственная надежда на спасение — работа автоматического выключателя по факту превышения его тока уставки. А для этого необходимо подключение корпуса прибора к РЕ-проводнику.

Электромеханическое УЗО

Во время пропадания питающего нуля в магнитопроводе сразу возникает дисбаланс потоков, приводящий к отключению питания со схемы.

Допустим с большим натягом, что в момент касания человеком работающего электроприбора произошло совпадение по времени двух неисправностей:

1. пробой изоляции на корпус;
2. обрыв нуля питающей проводки.

Какая-то часть тока утечки пройдет через тело пострадавшего, но она не принесет значительного вреда из-за быстрого отключения фазы.

Оба приведенных примерах показали явное преимущество электромеханических приборов над электронными. Однако, оно характерно для простых бюджетных моделей.

У более сложных конструкций используются блоки питания, способные работать при пропадании напряжения сети за счет накопленной ранее энергии или имеющие автономные источники. В их маркировке используется буква «Д»: УЗО-Д.

Такие защиты способны отключать утечку:

• с заранее заданной задержкой по времени;
• без нее.

Дополнительными функциями этих устройств могут быть:

• автоматическое повторное включение (АПВ) питания после пропадания и восстановления напряжения сети;
• запрет АПВ;
• различные условия селективной работы;
• возможности использования АВР — автоматического включения резерва (модели серий S и G).

Формирование принципа селективности УЗО

Времена срабатывания в зависимости от возникновения различных дифференциальных токов утверждены требованиями ГОСТ P 51326.1-99.

Преимущества конструкций УЗО серий S хорошо видны на графике сравнения времен отключения от тока утечки. Для примера взяты защиты общего типа с уставкой 30 мА и серии S на 100 мА.

Времена УЗО серии G укладываются в предел 0,06÷0,08 секунды.

За счет этих характеристик создается каскадность работы разветвленных схем, формируется оптимальная иерархия алгоритмов отключения.

Для избирательности работы УЗО также широко применятся регулировка или подбор уставки тока утечки.

Ток нагрузки УЗО

Номинал

При маркировке корпуса указывается величина номинального тока, на которую рассчитана конструкция механизмов для длительной эксплуатации. Она всегда соответствует значениям стандартного ряда номинальных токов, принятых для электрооборудования.

Форма колебаний

Вид тока оказывает влияние на работу дифференциального органа. Поэтому он учитывается в конструкции различных моделей и обозначается типами: А, АС, В и графическими изображениями на корпусе.

Защиты типов «А», «АС» надежно работают при резком или плавном нарастании дифференциального тока. Схема АС лучше всего функционирует в бытовой электропроводке с синусоидальными гармоничными колебаниями.

Если при регулировании скоростей вращения электродвигателей применяются симисторные или тиристорные схемы управления, обрезающие форму идеальной гармоники, то для защиты таких приборов используют УЗО типа «А».

Тип «В» применяется в качестве защиты объектов, питающихся выпрямленным током разной формы, и чаще всего используется в мастерских или на промышленных предприятиях.

Реакция на превышение нагрузки сети

УЗО не предназначено для защиты потребителей от скачков токов выше номинального значения и само может выйти из строя при возникновении таких неисправностях в сети. По этой причине оно никогда не должно работать автономно и устанавливается совместно с подобранным автоматическим выключателем.

Для правильной работы обеих защит следует учитывать их особенности:

1. автомат отключает токи 30%-ного перегруза исключительно тепловым расцепителем с временем задержки около часа;
2. это время механизмы УЗО подвергаются перегреву и могут сгореть.

Чтобы исключить подобную ситуацию номинал автомата выбирают на ступень меньше, чем у УЗО.

Что такое дифференциальный автомат

Часто продавцы и маркетологи указывают, что УЗО способно отключать неисправности, связанные не только с токами утечек, но и перегрузами сети в сочетании с короткими замыканиями. Действительно, такие устройства существуют, выпускаются большим ассортиментом и надежно работают.

Только называются они дифференциальными автоматами, а не УЗО и объединяют в своей конструкции функции автоматического выключателя и устройства защитного отключения, встроенных в едином корпусе.

Подобные защиты занимают меньше места, настроены на заводе для совместной работы по номинальному току, обладают рядом других преимуществ, но, стоят дороже.

Уставка срабатывания дифференциального органа

Этот параметр ограничивает ток утечки в схеме и потому является одним из главных условий обеспечения безопасности. Для защиты электрооборудования внутри влажных или сырых помещений (ванная, парная, душевая) используют приборы с уставкой в 10 миллиампер.

Жилые комнаты защищают УЗО, работающими от 30 мА и ниже.

При разветвленной проводке внутри здания с большим количеством потребителей, розеток, соединительных распред коробок создается естественный фон из множества утечек через даже исправную изоляцию, который способен осуществить нагрев ее отдельных участков и вызвать пожар.

Для контроля подобной ситуации, особенно при использовании старых алюминиевых проводов, на вводе в здание или разветвленную сеть электропроводки квартиры устанавливают УЗО с током уставки 100 либо 300 мА. Их принято называть по функции выполняемой задачи — противопожарными.

Приборы УЗО, по отношению к дифференциальному току, делят на 2 класса:

1. подвергающиеся регулировке на срабатывание;
2. без нее.

Первая группа может корректироваться:

• плавно:
• дискретно.

Но для домашней сети обычно подобные настройки не требуются.

Число полюсов на УЗО

Принцип работы УЗО связан с суммированием токов в органе сравнения. Все они должны проходить внутри общего магнитопровода чтобы создавать общий баланс. Например, четырехполюсное УЗО способно нормально работать в трехпроводной или двухпроводной цепи, но без использования дополнительных полюсов.

В этом случае ничто не будет мешать работать органу сравнения, хотя такой способ чаще всего экономически нецелесообразен.

Однако, к нему прибегают при строительстве с однофазной сетью, которая будет переделываться в четырехпроводную либо для обеспечения аварийной замены неисправного устройства.

Способ монтажа

Устройства защитного отключения производители выпускают в корпусах разных типов с целью расширения возможностей использования.

Для стационарной установки внутри распределительного щитка применяется крепление универсального типа — на DIN-рейку.

УЗО-розетка устанавливается внутри стены на место старой демонтированной конструкции. Если нет интереса заниматься подобной переделкой, то можно просто купить защиту в виде переходника.

Небольшая конструкция УЗО, вмонтированная в корпус вилки переносного электроприбора, защищает человека при работе с электроэнергией в условиях повышенной опасности.

Подключая мобильные конструкции УЗО, убеждайтесь в наличии РЕ-проводника.

Номинальные напряжения

Внутри бытовой сети используются УЗО, рассчитанные на работу при разности потенциалов 230 вольт в двухпроводной схеме и 0,4 кВ — для трехфазных потребителей.

Дополнительные возможности

Современные защиты постоянно совершенствуются, приобретая новые возможности. К ним подсоединяют разнообразные устройства, приспосабливают корпуса для работы в различных агрессивных средах.

К примеру, для работы защит в условиях возникновения импульсных перенапряжений в схеме созданы конструкции УЗО со встроенным варистором.

Чтобы гарантированно исключить получение электротравмы при эксплуатации электроэнергии в собственном жилище необходимо не только правильно подобрать устройство защитного отключения к конкретным условиям эксплуатации, но и настроить его срабатывание. Не стоит забывать и про периодическое обслуживание и проверку работоспособности.

При эксплуатации возможны случаи частого срабатывания УЗО по разным причинам. Как поступать в этом случае? Это тема отдельной будущей статьи.

А сейчас для закрепления темы посмотрите хороший видеоролик.

Делитесь статьей с друзьями, подписывайтесь на анонсы новостей через соцсети.

housediz.ru

Функциональные особенности оборудования защиты

Корпус прибора из токопроводящего материала, а также отдельные детали и даже трубопроводы иногда оказываются опасными для человека. На них пробивает фаза, при различных поломках проводки и другим причинам. Возникает такая опасная ситуация, как правило, в 2 случаях:

1. При замыкании фазного провода электрической разводки на токопроводящий корпус оборудования, либо при соединении заземления к водопроводной системе – возникает утечка системы. Для предотвращения сгорания электрических приборов, оборудования и отключения подачи тока, установлены автоматические прерыватели. Но без достаточного значения сопротивления на заземляющем контуре, либо отсутствии его, автомат не сработает. Такие проблемы можно решить, установив устройство защитного отключения в систему электропроводки.



2. Если повреждена изоляция на токоведущем кабеле и возникают блуждающие токи и утечки. Такое повреждение называют еще неполным касанием токопроводящего корпуса. Раньше, при касании старого холодильника, он «кусался», так вот это самое безобидное «поражение» электрическим током. При более масштабной утечке повреждение будет более значительным, а может привести и к летальному исходу. Возникновение во влажном помещении утечки – это самое опасное и в тоже время распространенное место, в котором необходимо установить защитное устройство. При этом нельзя забывать о том, что оно должно быть рассчитано на нагрузку именно в этом помещении и быть качественным.

Основная же задача – утечка должна быть незамедлительно обнаружена и прекращена подача электроэнергия на эту группу контактов. А также осуществлять отключение при касании человеком оголенного провода и препятствовать возникновению пожаров в здании.

Важно. Защита срабатывает при утечках, но следует помнить, что корпус любого бытового прибора станет смертельно опасным, если при монтаже, вы перепутаете провода фазы и заземления на входе в здание.

На что следует обратить внимание при выборе УЗО

Для правильной покупки и безопасности вашего жилища, необходимо обратить внимание на следующие показатели:

• 10 мА – это показатель уже опасен для человека с малым сопротивлением тела. Поэтому значение тока срабатывания, первая информация необходимая при покупке. Защитное устройство начинаем выбирать, основываясь на безопасном напряжении. Поэтому в основном устанавливают защиту не более 30 мА.
• До 40 мс должно быть время срабатывания защитного устройства, для недопущения получения электротравм связанных с утечками, а также переполюсовкой проводов.
• Необходимо определить наиболее подходящий вид УЗО. Каждый из них реагирует на разные типы электрического напряжения. Для жилья наиболее часто устанавливают приборы типа «АС». Они предназначаются для установки сеть переменного синусоидального тока. Возможна установка типа защиты «А». Этот тип реагирует на утечку переменного и постоянного пульсирующего тока.



• Конструкция узо влияет на выбор. Наиболее распространенные электромеханические системы защиты. Их отключение происходит при возникновении дифференциального тока. Электронные приборы защиты привязаны в работе с сетевым напряжением. Если перед вами прибор, имеющий возможность отключения подачи в сеть электричества при возникновении напряжения на корпусе бытового оборудования и контакте с ним человека – такой прибор можно устанавливать. Но они не переносят установок в сырых помещениях и сбоят при сильных морозах в случае монтажа в не отапливаемом помещении.
• Выбирают по току нагрузок всех потребителей, подключенных к этой группе. Суммарное значение напряжения всех устройств и будет основополагающим при выборе устройства отключения. В случае совместного подключения устройства защиты и автомата, нагрузочный ток УЗО должен быть немного выше, чем у автоматического устройства. Такой выбор позволяет не допускать перегрузок на устройстве, работающим с пиковыми напряжениями.

Важно. Не зависимо от марки и фирмы производителя прибора защиты и различной маркировки, 2 основные характеристики показывают значение рабочего и тока утечки. Эти величины указаны, не зависимо от типа устройства и его цены.

Принцип действия устройства защиты

Принцип действия защитного устройства заключается в реакции датчиков при изменении входящего значения дифферециональных токов. Исполнять роль датчика тока может обыкновенный трансформатор. По конструктивным особенностям он изготовляется как тороидальный сердечник. Магнитоэлектрическое реле обладает достаточно значительной чувствительностью к утечкам, на нем выставляем определенную величину сработки устройства.

Устройства, в которых принцип работы узо выполняется с установкой контролирующего реле – на сегодняшний день самые надежные, безотказные. Даже электронные устройства выпускаемые промышленностью, в которых контролируется утечка с помощью электронной схемы, в некоторых случаях уступают электромеханическим приборам.

Принцип выключения электроэнергии потребителям в устройстве с реле основан на срабатывании его и воздействии на механизм прерывания электрической цепи. Он состоит из 2 частей:

1. Согласно паспорту устройства, подбирается контактная группа, для максимального значения тока в сети.
2. При возникновении аварийной ситуации и касании рукою оголенного участка, предусмотрена установка пружины для срабатывания устройства.

Исправность защиты можно проверить при помощи, оборудованной на корпусе прибора, кнопки «Тест». Нажимая ее, мы создаем искусственную неисправность электрической сети при утечке электротока. Значение установлено достаточное для включения в работу защиты.

Этим простым способом можно самостоятельно обследовать и проверить на исправность УЗО, не вызывая техника и не оплачивая его визит. Такая проверка проводится не реже 1 раза в месяц.

Замерив значения тока и времени срабатывания УЗО, специалист электрик с помощью специального прибора может провести более точную проверку.

evosnab.ru

Как возникает ток утечки?

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

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

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

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

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

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

На видео демонстрация действия УЗО

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

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

Что лежит в основе срабатывания УЗО?

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

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

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

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

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

Защитное заземление корпуса бойлера выполняется проводом в обход УЗО.

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

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

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

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

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

Конструктивное исполнение

Конструкция УЗО поможет нам разобраться, каким образом оно реагирует на токовую утечку. Основными рабочими узлами УЗО являются:

• Трансформатор дифференциального тока.
• Механизм, с помощью которого происходит разрыв электрической цепи.
• Электромагнитное реле.
• Проверочный узел.

К трансформатору выполнено подключение встречных обмоток – фазы и ноля. Когда сеть работает в нормальном режиме, то эти проводники в трансформаторном сердечнике способствуют наведению магнитных потоков, которые имеют встречное направление относительно друг друга. За счёт противоположной направленности магнитный поток в сумме равняется нулю.

Наглядно устройство и принцип действия УЗО на следующем видео:

Во вторичной трансформаторной обмотке выполнено подключение электромагнитного реле, при нормальных рабочих условиях оно находится в покое. Возникла токовая утечка, и картина сразу меняется. Теперь по фазному и нейтральному проводникам начинают проходить различные токовые величины. Соответственно и на трансформаторном сердечнике теперь не будет равных магнитных потоков (они будут разными и по величине, и по направлению).

Во вторичной обмотке появится ток и, когда его значение достигнет заданного, сработает электромагнитное реле. Его подключение выполнено в связке с расцепляющим механизмом, он мгновенно отреагирует и разорвёт цепь.

В качестве проверочного узла служит обычное сопротивление (какая-то нагрузка, подключение которой выполнено, минуя трансформатор). С помощью этого механизма имитируется токовая утечка и проверяется работоспособное состояние устройства. Каков принцип работы этой проверки?

Имеется специальная кнопка «ТЕСТ» на УЗО. Её главное назначение – подать ток с фазного провода на проверочное сопротивление и далее на нейтральный проводник, минуя трансформатор. За счёт сопротивления ток на входе и на выходе будет разный, и созданный небаланс запустит механизм отключения. Если при проверке УЗО не отключилось, значит, придётся отказаться от его установки.

 

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

Все устройства различаются по принципу срабатывания. Они бывают электронного и электромеханического типа. Электронные УЗО отличаются сложной схемой, им для работы необходимо дополнительное питание. Устройствам электромеханического типа внешнее напряжение не нужно.

Как обозначается УЗО на схеме?

Для подключаемых УЗО имеется по два общепринятых символа на схемах.

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

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

При этом именно полюса имеют два вида обозначения:

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

 

Основные рабочие характеристики УЗО

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

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

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

Это важно помнить, потому что УЗО защищает лишь от токовых утечек, а автомат среагирует на отключение цепи в режиме короткого замыкания и перегруза.

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

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

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

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

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

yaelectrik.ru

Назначение

Сперва рассмотрим, какое назначение устройства защитного отключения (на фото ниже вы можете ознакомиться с его внешним видом). Ток утечки возникает в случае нарушения целостности изоляции кабеля одной из линии электропроводки либо в случае повреждения конструктивных элементов в бытовом электроприборе. Утечка может привести к возгоранию электропроводки или эксплуатируемого бытового электроприбора, а также к поражению электричеством в процессе эксплуатации поврежденного электроприбора или неисправной электропроводки.

УЗО в случае возникновения нежелательной утечки за доли секунды производит отключение поврежденного участка электропроводки или поврежденного электроприбора, чем защищает людей от поражения электричеством и предотвращает возникновение пожара.

Очень часто задают вопрос о том, чем отличается дифавтомат от УЗО. Отличие первого в том, что данный защитный аппарат, помимо защиты от утечки электричества (функции УЗО), дополнительно имеет защиту от перегрузки и короткого замыкания, то есть выполняет функции автоматического выключателя. Устройство защитного отключения не имеет защиты от сверхтоков, поэтому помимо него для реализации защиты в электрических сетях устанавливают автоматические выключатели.

Устройство и принцип действия

Рассмотрим конструкцию устройства защитного отключения, и как оно работает. Основные конструктивные элементы УЗО — дифференциальный трансформатор, осуществляющий измерение тока утечки, пусковой орган, осуществляющий воздействие на механизм отключения и непосредственно сам механизм расцепления силовых контактов.

Принцип работы УЗО в однофазной сети следующий. Дифференциальный трансформатор однофазного устройства защиты имеет три обмотки, одна из которых подключается к нулевому проводнику, вторая к фазному, а третья служит для фиксации разностного тока. Первая и вторая обмотки подключаются таким образом, что токи в них являются противоположными по направлению. Они в нормальном режиме работы электрической сети равны и наводят в магнитопроводе трансформатора магнитные потоки, которые направлены друг к другу встречно. Суммарный магнитный поток в данном случае равен нулю и соответственно в третьей обмотке отсутствует ток.

В случае возникновения повреждения электроприбора и появления на его корпусе фазного напряжения, при прикосновении к металлическому корпусу оборудования, человек попадет под действие утечки электричества, которое будет протекать через его тело на землю либо на другие токопроводящие элементы, имеющие другой потенциал. В данном случае токи в двух обмотках дифференциального трансформатора УЗО будут отличаться, и соответственно в магнитопроводе будут наводиться разные по величине магнитные потоки. В свою очередь результирующий магнитный поток будет отличен от нуля и наведет в третьей некоторое значение тока — так называемого дифференциального. Если он достигнет порога срабатывания, то устройство сработает. Основные причины срабатывания УЗО мы описали в отдельной статье.

Подробнее о том, как работает УЗО и из чего оно состоит, рассказывается на видео уроках:

Хотите узнать, как работает устройство защитного отключения в трехфазной сети? Принцип действия схожий с однофазным аппаратом. Тот же дифференциальный трансформатор, но он уже осуществляет сравнение не одной, а трех фаз и нулевого провода. То есть в трехфазном защитном аппарате (3P+N) пять обмоток — три обмотки фазных проводников, обмотка нулевого проводника и вторичная обмотка, посредством которой фиксируется наличие утечки.

Помимо вышеприведенных конструктивных элементов обязательным элементом устройства защитного отключения является проверочный механизм, который представляет собой резистор, подключенный через кнопку “TEST” к одной из обмоток дифференциального трансформатора. При нажатии на данную кнопку резистор подключается к обмотке, чем создается разностный ток и соответственно на выходе вторичной третьей обмотки он появляется и происходит, по сути, имитация наличия утечки. Срабатывание устройства защитного отключения свидетельствует о его исправном состоянии.

Ниже приведем условное обозначение УЗО на схеме:

samelectrik.ru

Виды

Чтобы выбрать нужные устройства, надо знать их различия, классифицирующиеся по следующим признакам.  

По реакции на ток утечки

• АС – прибор размыкает цепь при медленном или быстром увеличении переменного тока утечки;
• А – реагирует на постоянный или переменный ток;
• В – применяется в промышленности.

Главным параметром устройства является значение тока утечки. Отсчет идет от 30 мА. При большей величине тока устройство срабатывает для защиты от пожара, но для человека удар током представляет опасность. При меньших значениях болезненное воздействие остается, но опасности для жизни здорового человека нет. В жилых домах выбирают УЗО с током отключения не выше 30 мА, за исключением входного.

По принципу работы

Различают электромеханические (УЗО-Д, УЗО-ДМ) и электронные устройства (УЗО-ДЕ). Последние – применяются преимущественно в качестве дополнительных: для повышения надежности защиты в помещениях с высокой влажностью. В них может содержаться устройство сравнения со встроенным источником питания вместо магнитоэлектрического элемента. При этом сигнал необходимо усиливать и преобразовывать, что существенно снижает надежность защиты. Аппараты ограничены по возможностям, но от большинства неприятностей выручают. Устройства с электронным разрывом цепи чаще применяют в связи с тем, что они дешевы, и быстрота срабатывания (0,005 с и менее) позволяет избежать удара током. Электромеханические УЗО более надежны, благодаря независимости от колебаний напряжения сети и отсутствия необходимости во внешнем питании.

По скорости реагирования

Устройства бывают неселективные, реагирующие на неисправность быстрее, чем за 0,1 с, и селективные – с задержкой срабатывания от 0,005 с до 1 с. Она создается специально для того, чтобы системы защиты разных уровней успели сработать раньше. В этом случае поврежденный участок отключается, а все остальные продолжают работать. Селективные УЗО предназначены для защиты от пожара. После них обязательно надо устанавливать защитные устройства с безопасными порогами токов утечки на низших ступенях подключений.

В лечебных, детских и учебных учреждениях применяют сверхбыстродействующие электронные УЗО (менее 0,005 с), поскольку они защищают от ударов даже небольшого тока.

По числу полюсов

В однофазной сети УЗО имеет 2 полюса и применяется в квартирах. В трехфазной сети устанавливаются аппараты с четырьмя полюсами. Они могут защищать несколько однофазных сетей или приборы с трехфазным питанием.

Способы монтажа

• на распределительный щит;
• подключение на удлинителе;
• встроенные в вилку или в розетку.

Как работает УЗО

Срабатывание защиты удобно рассмотреть на принципиальной схеме.

Главный элемент – это трансформатор тока нулевой последовательности. Две обмотки в нем подключаются навстречу друг другу и связаны с нулевым и фазным проводами, а третья – к пусковому чувствительному реле, вместо которого может быть электронное устройство. Реле связано с исполнительным устройством управления, содержащим группу контактов и привод. Для проверки работоспособности УЗО в нем имеется тестовая кнопка.

При подключении нагрузки к выходу схемы в цепи появляется ток нагрузки. Магнитные потоки, появляющиеся в сердечнике трансформатора, взаимно гасят друг друга. В результате в исполнительной обмотке не будет наводиться ток, и поляризованное реле будет отключено.

Если происходит повреждение изоляции в контакте с металлическими частями электроустройства, на нем появляется напряжение. При прикосновении человека к открытым токопроводящим частям через него в землю протекает ток утечки I_D (дифференциальный ток). В результате через основные обмотки потекут разные токи: I_D = I1 — I2. Они создадут разные магнитные потоки, в результате наложения которых друг на друга в исполнительной обмотке появится ток. Если его величина превысит заданный уровень, пусковое реле сработает и передаст сигнал на исполнительный механизм, отключающий силовую электрическую цепь от установки, где произошел пробой.

Контроль исправности УЗО производится путем нажатия кнопки тестирования. Резистор R подбирается по величине так, чтобы создаваемый искусственно ток утечки был равен паспортному значению. Таким образом, если при нажатии на кнопку устройство отключится, значит, оно исправно.

Устройство для трехфазной сети работает аналогичным образом, но через проем сердечника проходят четыре провода (3 фазных и 1 нулевой).

При нормальной работе токи в нулевом и фазных проводах суммируются таким образом, что магнитные потоки в сердечнике взаимно гасят друг друга. Во вторичной обмотке трансформатора ток отсутствует. При появлении тока утечки через одну из фаз, равновесие нарушается и образующийся в результате ток во вторичной обмотке действует на управляющий элемент (У), отключающий потребителя (М) от сети.

Утечки могут происходить не только в фазных, но и в нулевых проводах. Защита реагирует на них одинаково, но с обнаружением повреждения изоляции на нейтрали может потребоваться демонтаж схемы. Чтобы этого не делать, применяют двух- и четырехполюсные выключатели, с помощью которых производится коммутация фазных и нулевых проводов.

УЗО является сложным и очень чувствительным прибором. Выбирать устройства на рынке следует у известных фирм, имеющих сертификаты установленной формы со ссылками на ГОСТы. Небольшие партии экспортных изделий могут оказаться подделкой. Параметры покупаемого прибора следует соотносить с характеристиками известных устройств, например, УЗО-2000.

Схемы подключения

Включение защиты по току утечки в распределительных щитах производится, если применяются системы TNS или TN-C-S. При этом к нулевой шине заземления PE подключаются корпуса всех электроприборов. При нарушении изоляции ток утечки стекает с корпуса прибора в землю через проводник PE, приводя к срабатыванию защиты.

При любом подключении УЗО учитываются следующие правила:

1. Для нулевого проводника и заземления в щите устанавливаются отдельные шины.
2. Проводник заземления не участвует в подключении устройства.
3. Питание подключается к верхним клеммам аппарата. При этом нейтраль подсоединяется к разъему с обозначением «N». Путать ее с фазой недопустимо!
4. Допустимый ток устройства должен быть равным или выше тока автомата.

Однофазный ввод

Схема предусматривает обязательное разделение нулевой шины (N) и земли (PE). Если поставить защиту на отдельные части, то так обеспечивается каскадное отключение в системе.

Схема является простой и одной из самых распространенных. Для УЗО важно не ошибиться, где располагается нейтраль (N), входящий (1) и исходящий (2) проводники. Подключают УЗО всегда после автоматического выключателя. Затем к его выходу можно снова подключать автоматы для отдельных линий.

Трехфазный ввод

В трехфазной схеме можно защищать также однофазных потребителей. Вводы шин «нуля» и «земли» совмещаются. Электросчетчик устанавливается между главным автоматом и УЗО.

Ток нагрузки УЗО должен быть защищен от перегрузок. Для этого его подбирают на ступень выше, чем у рядом стоящего автомата.

Часто встречается неправильное подключение, вызывающее постоянное срабатывание защиты. При этом только оно одно может вызвать сбой в работе целой группы.

УЗО в квартирах

После главного автомата и счетчика рекомендуется ставить УЗО для защиты всей проводки квартиры. Для некоторых бытовых приборов размещают отдельную защиту в щите управления или рядом с потребителем монтируют для нее специальную коробку.

Для квартиры выбирается двухполюсная установка УЗО. Также нужно определить значения электрического тока, которые ее характеризуют:

• отсечки превышает на 25% максимальный ток потребления;
• номинальный ток, на который рассчитан прибор (указан в характеристике и должен превышать ток отсечки);
• дифференциальный показатель срабатывания защиты.

Для квартиры выбирается прибор с переменным током. При большом количестве техники возможны необоснованные срабатывания УЗО. Чтобы этого не происходило, увеличивают пороговое значение тока до максимально приемлемого и безопасного для человека (30 мА).

Устройство крепится в щитке на DIN-рейки или через специальные отверстия. Оно имеет маркировку фазного и нулевого проводов. Вход делается сверху, а выход – снизу.

Одноуровневая защита одним устройством на входе позволяет прекратить подачу электричества в квартиру полностью. Ее также устанавливают на отдельные устройства, например, на стиральную машину или электроплиту.

Если разместить УЗО на отдельных участках, схема получится громоздкой, но зато отключения будут автономными. Для отдельного прибора подключение производится перед автоматом.

Распространенные ошибки при подключении.

1. Сплетение нулевых проводов в узел. В результате происходят непредвиденные срабатывания.
2. Изготовление самодельного заземления не по правилам (сопротивление выше 4 ом).
3. Соединение «нуля» с «землей» приводит к периодическим отключениям электричества.

УЗО в частном доме

Частные домовладельцы применяют большое количество устройств, требующих наличия индивидуального УЗО. К ним относятся стиральная машина, электрический котел системы отопления, печь для сауны, станки, сварочный трансформатор и другое оборудование. Чем длиннее перечень, тем больше вероятность выхода из строя его элементов.

Для индивидуального дома подходит система ТТ с глухим заземлением нейтрали и подсоединением токопроводящих частей приборов к независимому заземлению. Оно чаще всего делается модульно-штыревым.

УЗО размещают в щите. Применяют четырехполюсные и двухполюсные устройства в зависимости от того, какие подключаются потребители: однофазные или трехфазные. Принцип каскадного включения остается, но схема получается сложней. Ввод делается трехфазным, а потребителей гораздо больше, чем в квартире. Общие правила подключения защиты те же, что и в квартире.

В частном доме часто применяют дифавтоматы, совмещающие в себе функции УЗО автоматического выключателя. Его преимущества следующие:

• меньше места в щитке;
• простота установки;
• срабатывание по причине утечки, короткого замыкания или перегрузки;
• цена ниже, чем у двух отдельных устройств, функции которых он объединяет.

Аналогично УЗО дифавтоматы имеют много вариантов подключения: с заземлением и без него, по селективному или неселективному способу. К ним также подключаются фаза и ноль цепи, который не допускается объединять с заземлением, поскольку токи в этих проводниках принципиально отличаются.

Недостаток: при выходе из строя приходится снова покупать дифавтомат, что равноценно замене сразу двух устройств. Также не все умеют пользоваться таким сложным оборудованием и предпочитают обходиться одними автоматами. Но при этом подключение заземления к корпусам приборов без УЗО или дифавтоматов недопустимо. Обычные автоматы не обеспечивают скорости отключения сети, необходимой для безопасности человека.

Правила применения УЗО также актуальны для дифференциальных автоматов.

elquanta.ru

Назначение УЗО

Защита реагирует на появление утечки в электрических цепях. При превышении тока свыше порогового значения устройство практически мгновенно размыкает электрическую цепь, снимая питание с аппаратуры. Причин возникновения утечки может быть множество:

• Старение изоляции проводов и изменение ее свойств;
• Нарушение изоляции посторонними предметами или под действием внешних условий;
• Повреждение аппаратуры;
• Нарушение контактов.

В быту наиболее опасными в плане появления утечек являются устройства, снабженные водонагревателями:

• Бойлеры;
• Стиральные и посудомоечные машины;
• Электрические котлы отопления.

В перечисленных устройствах имеется нагреватель – ТЭН, который непосредственно контактирует с водой. При перегреве из-за отложений накипи поверхность нагревателя лопается, и вода поступает к нагревательной спирали, вызывая утечку.

Существует некоторая разница в работе УЗО в случае заземленной аппаратуры и такой, которая работает без заземления.

Если устройства заземлены, то повреждение внутри них вызывает утечки на заземляющий проводник, в результате чего срабатывает защита и отключает аппаратуру.

При отсутствии заземления неисправный прибор ничем не выдает своей поломки. Но на его корпусе может присутствовать опасный потенциал. Ток утечки возникает только в случае прикосновения, преднамеренного или случайного. Поэтому очень важен такой параметр, как быстродействие срабатывания.

Принцип работы

Работа устройства защитного отключения основывается на измерении разности токов, протекающих в фазном и нулевом проводах сети. В идеальных условиях эта разность равна нулю, но при повреждениях часть тока идет по иному пути, минуя нулевой провод. Таким образом, устройство фиксирует разность, и если она больше нормы, производит отключение цепи.

Принцип работы УЗО в однофазной сети основан на измерении разности токов проводников при помощи дифференциального трансформатора, который представляет собой трансформатор тока с тремя обмотками. По двум из них протекают токи фазного и нулевого проводника, а с третьей, состоящей из большого числа витков, снимают напряжение, пропорциональное разности.

В нормальном состоянии магнитные потоки фазного и нулевого провода взаимно вычитаются, поэтому напряжение на контрольной обмотке отсутствует. Разница токов вызывает появление разностного магнитного потока, который создает ЭДС в витках контрольной обмотки, которая нагружена на высокочувствительное магнитоэлектрическое рале. Реле, в свою очередь, контактами размыкает электрическую цепь.

Принцип работы трехфазных УЗО идентичен однофазному, за исключением того, что в трансформаторе имеется четыре токовых обмотки, поскольку в трехфазной сети при нормальной работе должно соблюдаться равенство суммы фазных токов и тока в нулевом проводе.

Разработка малогабаритных устройств защитного отключения стала возможной после появления материалов с высокой коэрцитивной силой. В противном случае для получения необходимой ЭДС контрольной обмотки требовалось бы значительное количество витков в токовых обмотках.

Для проверки работоспособности в конструкции предусмотрена цепь, которая имитирует утечку. Цепь подключается нажатием кнопки «Тест», в результате чего устройство должно сработать. В действующих сетях такую проверку рекомендуется производить не реже, чем один раз в месяц.

Подключение УЗО

Для защиты от удара электрическим током рекомендуется устанавливать УЗО сразу после счетчика, между ним и автоматическим выключателем данного участка цепи. В идеальном случае УЗО должен устанавливаться на все цепи квартирной проводки, но обычно его устанавливают только там, где без него не обойтись: в цепях кухонь, ванных комнат, то есть там, где высока вероятность появления утечек и неблагоприятные условия в отношении электробезопасности.

Довольно часто можно встретить распределительные щиты, в которых установлено одно УЗО сразу на несколько цепей. Для этого после защитного устройства устанавливаются несколько автоматов, контролирующих соответствующие цепи.

Подключение устройств защиты не отличается сложностью. Главное – четко следовать за соответствием наименований подключаемых клемм и подводимых проводов. На клеммах устройства имеются надписи:

• L – клемма подключения фазного провода;
• N – клемма подключения нейтрали.

Если перепутать клеммы, то страшного ничего не произойдет, просто возможны ложные срабатывания устройства.

Часто задают вопрос, как правильно подключить УЗО, до автоматов или после них? Можно встретить утверждение, что автоматы необходимы не только для аварийного размыкания цепи, но и для защиты самого УЗО. На самом деле нет никакой разницы, какой будет схема включения, поскольку автоматы рассчитаны на ток, меньший, чем способны выдерживать УЗО, и сработают они раньше, чем защита выйдет из строя. Другое дело в удобстве монтажа. Рассмотрим несколько вариантов:

1. УЗО и автомат защищают одну цепь, и автомат установлен первым. Тогда провода к электросчетчикам подключаются таким образом: нулевой – подключается сразу к УЗО, а фазный – сначала заводится на автомат. В результате оба провода, идущие к потребителям, подключаются к выходным клеммам УЗО;
2. То же самое, но автомат установлен последним. Оба провода от счетчика идут к УЗО, а затем фазный – подключается к автомату. Получается, что к потребителю фазный и нулевой проводники будут идти от разных устройств, а это усложняет понимание устройства электрощитка и не исключает путаницы;
3. Одно УЗО защищает несколько цепей. Здесь единственный верный вариант, когда автоматы установлены после защиты, поскольку только таким образом можно произвести разделение цепей.

Отличия УЗО и дифференциального автомата

Для защиты потребителей в распределительных щитках могут устанавливаться комбинированные устройства, которые совмещают одновременно несколько функций: защиту от короткого замыкания, подобно автоматическому выключателю, и защиту от токов утечки, использующую одинаковый с УЗО принцип работы. Конструктивно это представляет собой два устройства, помещенные в один корпус.

Для неискушенного потребителя внешний вид УЗО и дифавтомата совершенно одинаков. Различить их можно только по маркировке. Для отечественных устройств маркировка УЗО начинается с символов ВД – «выключатель дифференциальный», а дифавтомата с символов АВДТ – «автоматический выключатель дифференциального тока». В импортных изделиях принцип маркировки иной. В любом случае на обоих типах устройств имеется обозначение максимального тока, только на дифавтоматах оно начинается с буквенных символов B, C или D, которые определяют характеристику автоматического выключателя:

• 16А – устройство защитного отключения с номинальным током 16 А;
• С16А – дифференциальный автомат с током срабатывания 16 А.

Более детально все различия можно увидеть на видео, которых много в свободном доступе.

Основное преимущество дифавтоматов – снижение количества точек коммутации, что особенно актуально в сложных электрических щитах с множеством цепей. Пока это единственное достоинство. Недостатков несколько:

• Стоимость дифавтомата выше, чем сумма затрат на УЗО и автоматический выключатель;
• Замена также выходит дороже, так как в случае раздельной установки защитных устройств замену будет требовать только одно из них;
• При срабатывании дифавтомата невозможно определить причину неисправности: короткое замыкание или утечка.

Как выбрать УЗО по параметрам

Основными параметрами устройств защитного отключения являются величина тока срабатывания и номинальный ток. Первая величина определяет значение тока утечки, при котором устройство гарантированно срабатывает, а вторая – характеризует максимальный ток нагрузки, который не приводит к повреждению устройства.

УЗО выпускаются с током срабатывания от 6 до 500 мА. На маркировке обычно указывается значение в амперах из стандартного ряда значений:

• 0.006А;
• 0.01А;
• 0.03А;
• 0.1А;
• 0.3А;
• 0.5А.

Естественное желание каждого – максимально обезопасить себя и близких, установив защиту с минимальным значением тока срабатывания. Но при этом необходимо учитывать состояние электропроводки, поскольку малейшее нарушение характеристик изоляции может вызвать ложные отключения устройством защищаемых цепей.

На практике установлено, что нормальную защиту обеспечивают устройства с током срабатывания 30мА или 0.03А. Значение номинального тока также выбирается из стандартного ряда значений от 6 до 125А.

Электричество не допускает ошибок, поэтому все работы с электрическими сетями, начиная от проектирования и заканчивая монтажом, следует производить только при наличии опыта и навыков, в противном случае безопаснее доверить работу профессионалам, не подвергая себя ненужному риску.

amperof.ru

Функциональное назначение

Согласно официальному определению данный тип устройств играет роль быстродействующего защитного выключателя, реагирующего на утечку тока. То есть он срабатывает в том случае, когда образуется цепь между фазой и «землей» (проводником РЕ).

Приведем классический пример, в ванной установлен электрический водонагреватель. Он работает беспроблемно гарантийный срок и даже более, потом наступает момент, когда корпус одного из нагревающих элементов дает трещину и происходит пробой фазы на воду.

Если в данном случае образуется цепь: фаза – человек – земля, тока нагрузки будет недостаточно для срабатывания электромагнитной защиты, она рассчитана на КЗ. Что касается тепловой защиты, то время ее срабатывания значительно дольше сопротивляемости человеческого организма деструктивному воздействию электротока. Результат можно не описывать, самое страшное то, что в многоквартирном доме такой бойлер может нести угрозу соседям.

В таких случаях представленный  аппарат – единственно действенный способ обеспечить надежную защиту. Самое время рассмотреть его принципиальную схему, конструкцию и принцип действия.

Схема устройства

В первую очередь, представим принципиальную схему устройства, с указанием его основных элементов.

Обозначение:

• А – Реле, управляющее контактной группой.
• В – Дифференциальный ТТ (трансформатор тока).
• С – Обмотка фазы на ДТТ.
• D – Обмотка нуля на ДТТ.
• Е – Контактная группа.
• F – Нагрузочное сопротивление.
• G – Кнопка, запускающая тестирование устройства.
• 1 – Вход фазы.
• 2 – Выход фазы.
• N – Контакты нулевого провода.

Теперь объясним, как это работает.

Принцип работы

Допустим, от нашего защитного устройства запитан некий прибор с внутренним сопротивлением R_n, при этом корпус подключенного устройства заземлен. В данном случае при штатном режиме работы, через обмотки I и II ДТТ будут протекать равные по значению, но разные по направлению токи.

Таким образом, суммарная величина i₀ и i₁ будет нулевой. Соответственно, вызываемые токами магнитные потоки в ДТТ, также будут встречными, поэтому их суммарная величина, также будет нулевой. С учетом перечисленных условий, во вторичной обмотке ДДТ ток образовываться не будет, поэтому реле, управляющее контактной группой, не инициируется. То есть, защитное устройство будет оставаться во включенном состоянии.

Теперь рассмотрим ситуацию, в которой произошел пробой на корпус подключенного оборудования.

В результате появления тока утечки (i_у) на «землю» будет нарушен баланс токов, протекающих по первичным обмоткам I и II. Это приведет к тому, что величина магнитного потока также станет отличной от нуля, что вызовет образования тока (i₂) на вторичной обмотке ДТТ (III), к которой подключено реле, управляющее контактной группой. Оно сработает, и подключенное оборудование будет обесточено.

Кнопка тестирования на приборе имитирует утечку тока через резистор R_t , что дает возможность убедиться в работоспособности прибора. Такую проверку необходимо проводить не реже одного раза в месяц.

Конструктивное исполнение

Ниже на рисунке представлено типовое защитное устройство со снятой верхней крышкой, что позволяет рассмотреть основные узлы конструкции.

Обозначения:

• А – Механизм кнопки, запускающей тестирование устройства.
• В – Контактные площадки для подключения входа фазы и нулевого провода.
• С – Дифференциальный ТТ.
• D – Электронная плата усилителя тока, поступающего со вторичной обмотки, до уровня, необходимого для срабатывания реле.
• Е – Нижняя часть пластикового корпуса со стандартным креплением под DIN-рейку.
• F – Дугогасительнаые камеры на размыкающейся группе контактов.
• G – Контактные площадки для подключения выхода фазы и нулевого провода.
• H – Механизм расцепителя (приводится в действие реле или вручную).

Перечень основных характеристик

Разобравшись с конструкцией приборов и их принципом работы, перейдем к основным параметрам. К числу таковых относятся:

• Тип защищаемой электропроводки, она может быть однофазной или трехфазной. Данный параметр влияет на количество полюсов (2 или 4).
• Величина номинального напряжения, для двухполюсных аппаратов это 220-240 Вольт, четырехполюсных – 380-400 Вольт.
• Величина номинальной токовой нагрузки, этот параметр соответствует аналогичному у автоматических выключателей (далее АВ), но имеет несколько другое назначение (подробно будет рассказано ниже), измеряется в Амперах.
• Номинальная величина дифференциального (отключающего) тока, типовые значения: 10, 30, 100 и 300 мА.
• Вид отключающего тока, принятые обозначения:

1. AC – Соответствует переменному току синусоидальной формы. Допускается как его медленное нарастание, так и внезапное проявление.
2. А – К предыдущим характеристикам (AC) добавляется возможность отслеживать утечку выпрямленного пульсирующего тока.
3. S – Обозначение селективных устройств, они отличаются относительно высокой задержкой срабатывания.
4. G – Соответствует предыдущему типу (S), но с меньшей задержкой.

Теперь необходимо объяснить значение параметра номинального тока, поскольку с ним возникают некоторые вопросы. Это значение указывает на максимально допустимый ток для данного защитного электромеханического аппарата.

Подбирая этот параметр необходимо учесть, что он должен быть на одну ступень выше, чем у АВ на данной линии. Например, если АВ рассчитан на 25 А, то необходимо устанавливать защитные устройства с номинальным током – 32 А.

Обратим, внимание, на то, что данный тип  устройств не предназначен для срабатывания от КЗ и перегрузки. Если произойдет подобная авария, то выгорит вся проводка и возникнет пожар, но аппарат так и останется включенным. Именно поэтому такие защитные устройства необходимо использовать совместно с АВ. Как вариант, можно устанавливать диффавтомат, по сути это тоже устройство защитного отключения, но снабженное механизмом защиты от КЗ и перегрузки.

Маркировка

Маркировка наносится на лицевую панель прибора, расскажем, что она обозначает на примере двухполюсного устройства.

Обозначения:

• А – Аббревиатура или логотип производителя.
• В – обозначение серии.
• С – Величина номинального напряжения.
• D – Параметр номинального тока.
• Е – Значение отключающего тока.
• F – Графическое обозначение типа отключающего тока, может быть продублировано литерами (в нашем случае изображена синусоида, что указывает на тип АС).
• G – Графическое обозначение устройства на принципиальных схемах.
• Н – Значение условного тока КЗ.
• I – Схема устройства.
• J – Минимальное значение рабочей температуры (в нашем случае: – 25°С).

Мы привели типовую маркировку, которая применяется в большинстве устройств данного класса.

Варианты подключения

Прежде, чем перейти к типовым схемам подключения, необходимо рассказать о нескольких общих правилах:

1. Устройства данного типа должны быть в паре с АВ, как мы уже упоминали выше, это связано с тем, что защитных устройств не оборудовано защитой от КЗ.
2. Величина номинального тока защитного устройства, она должна быть на ступень выше, чем у стоящего с ним в паре АВ.
3. Нельзя путать входные и выходные контакты. То есть, на вход, помеченный, как правило, «1» должна подаваться фаза, на «N» – ноль. Соответственно, «2» – это выход фазы, а «N» – нуля.
4. Ноль после аппарат не должен соединяться с нулем до него.

Теперь рассмотрим самую простую схему, в которой на каждую линию установлена защита от КЗ и тока утечки.

В данном случае все просто, на вход устанавливается АВ (А на рис. 7) с номинальным током 40 А. После него стоит общее устройство (В), его еще называют противопожарным. У данного устройства ток утечки должен быть не менее 100 мА, номинальный ток, как минимум – 50 А (см. пункт 2 общих правил, указанных выше). Далее идут две связки УЗО-АВ (С-Е и D-F). Параметр номинального тока у «С» и «D» – 16 A. Для «E» и «F» это параметр должен быть на ступень выше, в нашем случае – это 20 А. Что касается величины отключающего тока, то для влажных помещений этот показатель должен быть 10 мА, для остальных групп потребителей – 30 мА.

Такой вариант подключения самый простой и надежны, но при этом и более затратный. Для двух внутренних линий его еще можно использовать, но когда их число от 4-х и больше имеет смысл ставить одно устройство защиты на группу АВ. Пример такой схемы приведен нижне.

Как видите в данной схеме у нас установлено одно общее (противопожарное) защитное устройство и четыре групповых на освещение, кухню, розетки и ванную комнату. Такой вариант подключения позволяет существенно сократить затраты, по сравнению со схемой, где на каждую линию подключается связка УЗО-АВ. Помимо этого обеспечивается необходимый уровень защиты.

В заключение несколько слов о необходимости защитного заземления. Для нормального функционирования УЗО оно необходимо. В интернете можно найти схему включения без PE (собственно она ничем не отличается от обычной), но следует заметить, что сработка будет только в том случае, когда произойдет контакт с батарей, трубами холодной или горячей воды и т.д.

www.asutpp.ru