Как работает УЗО:
Все УЗО относятся к категории электронной защитной аппаратуры. Тем не менее, по своему функциональному назначению, устройство защитного отключения значительно отличается от стандартных автоматических выключателей. В чем же их различие, и как работает УЗО в сравнении с автоматом?
Всем известно, что с течением времени, происходит старение изоляции проводов. Могут возникнуть ее повреждения, а контакты, соединяющие токоведущие части, постепенно ослабевают. Эти факторы, в конечном итоге, приводят к утечкам тока, из-за которых происходит искрение и дальнейшее возгорание. Нередко, таких аварийных фазных проводов, находящихся под напряжением, могут нечаянно коснуться люди. В этой ситуации, удар током представляет серьезную опасность.
Назначение УЗО
Устройства защитного отключения должны реагировать даже на незначительные кратковременные утечки тока. В этом и заключается их основное отличие от автоматических выключателей, срабатывающих только при перегрузках и коротких замыканиях. У автоматов очень высокая время-токовая характеристика срабатывания, тогда как УЗО срабатывает практически мгновенно, при наличии даже самого минимального тока утечки.
Основным предназначением УЗО является защита людей от возможных поражений электротоком, а также предотвращение опасных утечек тока.
Принципы работы УЗО
С технической точки зрения, любое УЗО является быстродействующим выключателем. В основе принципов работы устройства защитного отключения лежит реагирование датчика тока на изменяющийся , протекающий в проводниках. Именно по этим проводникам и происходит подача тока на электроустановку, которую защищает УЗО. На сердечник производится намотка дифференциального трансформатора, который и является датчиком тока.
Для определения порога срабатывания УЗО, имеющего определенное значение тока, применяется высокочувствительное магнитоэлектрическое реле. Надежность релейных конструкций считается достаточно высокой. Кроме релейных, в настоящее время стали появляться электронные конструкции устройств. Здесь пороговый элемент определяет специальная электронная схема.
Однако, обычные релейные устройства представляются более надежными. Приведение в действие исполнительного механизма как раз и осуществляется с помощью реле, в результате, происходит разрыв электрической цепи. Данный механизм состоит из двух основных элементов: контактной группы, рассчитанной на максимальный ток и пружинного привода, производящего разрыв цепи, при возникновении аварийной ситуации.
Чтобы проверить исправность устройства, внутри него существует специальная цепь, искусственно создающая утечку тока. Это приводит к срабатыванию прибора и дает возможность периодически проверять его исправность, не вызывая специалистов по проведению электроизмерений.
Непосредственная работа УЗО осуществляется по следующей схеме. Следует рассмотреть ситуацию, когда система электроснабжения работает нормально и токи утечки отсутствуют. Рабочий ток проходит через трансформатор и производит наведение магнитных потоков, направленных навстречу друг другу и одинаковых по величине. При их взаимодействии ток во вторичной обмотке трансформатора имеет нулевое значение, и срабатывания порогового элемента не происходит. Когда появляется утечка тока, то происходит нарушение баланса токов в первичной обмотке. Из-за этого, во вторичной обмотке появляется ток. Благодаря этому току, срабатывает пороговый элемент, а исполнительный механизм приводится в действие и обесточивает контролируемую цепь.
С технической точки зрения устройство защитного отключения состоит из пластмассового корпуса, устойчивого к возгоранию. На его задней части имеются специальные замки под установку на в электрическом щитке. Кроме уже рассмотренных элементов, внутри корпуса установлена дугогасительная камера, нейтрализующая электроразрядную дугу. Для подключения проводов используются зажимы.
Параметры срабатывания УЗО
Для правильного выбора уставки срабатывания устройства, следует помнить об опасности переменного тока для человека. Под его действием наступает фибрилляция сердца, когда сокращения равны частоте тока, то есть, 50 раз в секунду. Такое состояние вызывает ток, начиная со 100 миллиампер.
Поэтому, уставки, при которых срабатывает УЗО, выбираются с запасом на уровне 10 и 30 миллиампер. Самые низкие значения используются в помещениях с повышенной опасностью, например, в ванных комната. Наиболее высокие уставки составляют 300 мА. УЗО с такими уставками применяются в зданиях, защищая их от возгораний из-за поврежденной .
При выборе УЗО учитывается номинальный ток, требуемая чувствительность и количество полюсов, в соответствии с фазами питающей сети. Необходимо проверять степень термической устойчивости прибора, а также способность к включению и отключению, исходя из расчетных сетевых параметров.
Значение номинального тока для УЗО должно быть выше, чем у автомата. Меньший токовый номинал автомата позволит уберечь УЗО от повреждений при коротком замыкании в цепи.
Как подключить УЗО
Все клеммы на корпусе УЗО промаркированы соответствующими буквами. Клемма N предназначена для нулевого провода, а L - для фазного провода. Поэтому, должны подключаться к своим зажимам.
Также, необходимо учитывать положение входа и выхода и ни в коем случае не менять их местами. Вход расположен в верхней части устройства. К нему подключаются питающие провода, идущие через вводный автомат. Выход располагается в нижней части УЗО и к нему подключается нагрузка. Если перепутать положение входа и выхода, то возможны ложные срабатывания устройства защитного отключения или его полный отказ от работы.
Монтаж УЗО производится в вместе с обычными автоматическими выключателями.Таким образом, приборы, установленные вместе, обеспечивают защиту не только от коротких замыканий и перегрузок, но и от токов утечки. Одновременно, находится под защитой и само УЗО, которое подключается за вводным автоматом.
Подключение устройства защитного отключения в квартире или частном доме имеет свои особенности. Для квартир, где используется однофазная сеть, схема подключения УЗО собирается следующим образом, соблюдая определенную последовательность: вводный автомат=>прибор учета электроэнергии=>само УЗО с током утечки 30 мА=>вся электрическая сеть. Для потребителей с большой мощностью рекомендуется использовать собственные кабельные линии с подключением отдельных устройств защитного отключения.
В больших частных домах, схема подключения защитных устройств отличается от квартир, в силу своей специфики. Здесь все приборы подключаются следующим образом: вводный автомат=>прибор учета электроэнергии=>вводное УЗО с селективным действием (100-300 мА)=>автоматические выключатели для отдельных потребителей=>УЗО на 10-30 мА на отдельные группы потребителей.
УЗО ошибки при подключении
Правильное подключение защитных устройств является залогом надежной работы всей электрической сети.
Любая электрическая сеть должна иметь устройство защиты, но, что такое УЗО и какой принцип его действия знает далеко не каждый. Расшифровка аббревиатуры выглядит так – устройство защитного отключения.
Этот электрический низковольтный аппарат предназначен для выключения защищаемого участка цепи при создании дифференциального тока, превышающего номинальное значение для этого прибора.
В нашей статье постараемся подробно разобрать устройство и принцип действия УЗО, рассмотреть существующие разновидности и разобраться с тем, какую информацию содержит маркировка устройств защитного отключения.
Устройство контура заземления УЗО является РЕ-проводником нейтральных токопроводящих корпусов или деталей электрических механизмов с сопротивлением не выше 4 Ом.
При возникновении тока утечки указанные элементы оборудования могут быть под напряжением, что представляет опасность для жизни человека и животных при соприкосновении с ними, а также для имущества в целом.
Спасти от получения электротравм - призвание обзорных аппаратов. При обнаружении тока утечки они отключают напряжение.
Наибольшая опасность кроется в том, что такие нарушения в цепи являются невидимыми и в редких случаях ощутимыми, когда при касании к прибору можно почувствовать легкий удар током.
Основной причиной этого явления служит нарушение изоляционного слоя проводки. Неконтролируемые процессы могут нанести большой вред, поэтому защитное оборудование обретает большую популярность в бытовых условиях.
Воздействие токопроводящих сетей на человеческий организм может обернуться плачевными последствиями. Эта проблема была решена с помощью контрольно-измерительных приборов УЗО, относящихся к защитному сегменту. Основные требования по монтажу и использованию описаны в МЭК 60364
Применение УЗО получило наибольшее распространение в с переменным током и заземлением нейтральной линии, а также с показателями напряжения до 1 кВт в формате бытового электроснабжения.
Конструктивное исполнение УЗО
Опциональные особенности защитного механизма помогут разобраться в принципе действия УЗО, а именно воспроизводимую реакцию аппарата на утечку тока.
К ключевым рабочим узлам относятся:
- трансформаторный дифференциальный датчик;
- пусковой орган - механизм, разрывающий некорректно функционирующую электроцепь;
- контрольный блок.
К датчику подключены встречные обмотки – фаза и ноль. При нормальном режиме работы сети, эти полупроводниковые элементы образуют в сердечнике магнитные потоки, имеющие противоположное направление по отношении друг к другу. За счет этого магнитный поток равен нулю.
Принцип действия/работы УЗО состоит в следующем: подача тока с фазной линии на контрольное сопротивление и после этого - на нейтральный провод, минуя датчик.
Таким образом создаются условия разных показателей тока на входе и выходе прибора. Этот дисбаланс и должен привести к запуску узла отключения.
В зависимости от разработчиков, схемотехническое устройство может разниться, однако принцип, используемый в работе УЗО, будет идентичный у всех моделей.
Принцип срабатывания защитного механизма
Рассмотрим, для чего нужно использовать УЗО. Функционирование защитного прибора основано на измерительном методе.
Фиксируются входящие и выходящие параметры протекающих через трансформатор токов. Если первое значение больше, чем второе, это означает, что в электроцепи происходит утечка тока и прибор воспроизводит отключение. Если параметры идентичны, устройство не срабатывает.
Целесообразность использования УЗО
Рассмотрим, для чего нужно использовать УЗО и от каких негативных факторов воздействия устройство обеспечивает защиту.
В первую очередь - замыкание фазы на корпус электротехники. В основном к проблемным участкам относят ТЭНы нагревателей и стиральных машин. Стоит заметить, что пробой образуется только в том случае, когда теплообразующая деталь нагревается под действием тока.
Также при некорректном подключении проводов. Например, если используются скрутки без клеммной коробки, которые в последующем утапливаются в стене и закрываются слоем штукатурки. Поскольку поверхность имеет повышенную влажность, эта скрутка и будет пробоем, дающим утечку в стену.
Дифференциальный защитный механизм в этом случае будет постоянно выполнять обесточивание линии пока участок полностью не высохнет или пока не будет переделан соединительный узел.
Автоматическая защита эффективно применяется в условиях быта: в электрических группах для ванной комнаты, кухни и розетках, с большим количеством питающихся приборов. Идеальный вариант, когда такого рода устройства установлены на каждой группе розеток
Сфера применения обзорных аппаратов довольно разнообразна - от общественных построек до масштабных предприятий. Ими комплектуются электротехнические конструкции и схемы, предназначенные для приема и распределения: щитки в жилых домах, системы снабжения током для индивидуального потребления и т.д. Главное при этоом – правильно .
Виды приборов и их классификация
Фирмы-разработчики наделяют свои изделия разноплановыми возможностями, которые необходимо учитывать при определении нужного вида УЗО, отталкиваясь от конкретных условий эксплуатации электропроводной сети.
Для того чтобы обычный потребитель сумел подобрать необходимое устройство защитного отключения среди многообразия предлагаемых моделей, была создана классифицирующая система, основанная на следующих характеристиках:
- принцип срабатывания;
- род дифференциального тока;
- задержка по времени отключающего дифференциального тока;
- количество полюсов;
- метод установки.
Классификация #1 - по методу включения
Существуют всего два метода включения – электромеханический и электронный. В первом случае автомат отключит питание на поврежденной линии вне зависимости от напряжения сети. Основной рабочий орган – тороидальный сердечник с обмотками.
При образовании утечки, во вторичной цепи формируется напряжение для задействования работы реле поляризации, что и приводит к активации механизма выключения.
Для устройств электромеханического типа не требуется внешнее напряжение. Источником для их срабатывания является дифференциальный ток на линии повреждения
Функционирование аппарата с электронной начинкой полностью зависит от дополнительного напряжения, т.е. требуется внешнее питание. Здесь рабочим органом представлена электронная плата с усилителем.
Внутри такого механизма нет дополнительных источников, аккумулирующих энергию, поэтому для работы схемы используется электричество внешней сети и, если напряжения нет, – устройство не разорвет цепь.
Определение типа устройства: к клеммам пальчиковой батарейки «АА» припаять два провода. Включить УЗО и подсоединить к входу защитного блока, а следующий – к выходу. Линии присоединяют на один полюс. Если аппарат отключится – это означает, что представлен электромеханический тип, если нет – электронный
Пример работы электронного УЗО, установленного на линии с розеткой, откуда питается микроволновая печь: произошел обрыв нулевой фазы, в дополнение к этому, в этот же период образуется неисправность электропроводки СВЧ и происходит замыкание фазы на корпус, т.е. на нем появляется опасный потенциал.
Если дотронуться до печки, электронный тип защиты не будет задействован, т.к. нет питающей сети. Именно по причине ненадежности в сравнении с электромеханическим аналогом этот прибор получил меньшее распространение.
Классификация #2 - по роду тока утечки
Все модели выпускаемых автоматов безопасности дополнительно разделяют по току нагрузки, проходящего через устройство. Они обрабатывают напряжение заданного формата колебаний.
На корпусе всех приборов и в паспорте прописывается номинальное значение рабочего напряжения. Этот параметр должен соответствовать диапазону номинального тока электротехники.
Тип АС будет активирован при моментальном возникновении переменного напряжения утечки в подконтрольной схеме или же при его волнообразном наращивании. Эти аппараты маркируются надписью «АС» или символьным знаком «~».
Наиболее подходящий форм-фактор для бытового применения – УЗО-АС. Модель является самой дешевой из приборов аналогичного действия. В паспорте к электротехнике производители нередко указывают конкретную модель защитного автомата, подходящую для этого изделия
Тип А срабатывает при мгновенном образовании переменного или пульсационного пробойного тока в контролируемой цепи, или при их медленном нарастании.
Такой механизм можно использовать в любых представленных ситуациях. На корпусе автомата нанесена аббревиатура «А» или символ, как на графическом изображении в прямоугольнике .
Чаще всего А-тип подключается к схеме, где воспроизводится регулирование нагрузки посредством обрезания верхушки синусоиды, например, корректировка показателей скорости оборотных движений двигателя тиристорным преобразователем.
УЗО подвида В эффективны для воспроизведения реакции в подчиненной электросхеме постоянного, переменного или преобразованного (выпрямленного) тока утечки.
Это дорогостоящее оборудование, предназначенное для объектов промышленной деятельности. В бытовых условиях они не применяются.
Представленные устройства защиты отключения типа А, В и АС рассчитаны на время активизации 0,02-0,03 с.
Классификация #3 - по типу задержки по времени
Эта классификация предполагает различие по двум типам: S и G. Автоматическую защиту типа S можно охарактеризовать реакцией селективного формата. Выдержка по времени срабатывания соответствует диапазону 0,15-0,5 с. Его целесообразно выбирать в случае группового подключения УЗО.
Согласно схеме, в щитке размещено две нагрузочные группы в виде розетки №1 и №2, на которые подключено УЗО типа А, а на вход помещения второй автомат – S.
Если произойдет пробой в одном пучке, вводной прибор активизируется только тогда, когда коллективное устройство не выполнит свою функцию и не отключит дефектный участок.
Селективность активизирования разрыва цепи можно выполнить, используя другой метод – посредством уставок тока утечки. Этот способ получил наибольшее распространение.
Схема квартирного щитка с двумя группами нагрузки, где подключены два разных типа защитных устройств: АС с уставкой пробоя, и второе А, но с большим значением
Возьмем аналогичную предыдущей схему и видоизменим ее таким образом: групповой автомат выбираем типа АС только уже с уставкой дифтока 0,03 А, а на вводе будет аналогичное устройство только на 0,1 А.
Есть ситуации, когда дифференциальный ток в цепи повреждения превышает номинальные уставки двух приборов защиты. Для первой схемы выборочность не будет нарушена, а во второй – ток отсечки может подать любое из подключенных устройств.
Аппарат форм-фактора G также представлен селективным принципом сработки и обладает выдержкой 0,06-0,08 с. Все описанные выборочные виды рассчитаны на воздействие экстремальных токов – до 15 кА.
Некоторые модели УЗО обладают системой регулирования уставки дифоргана, другие не имеют такой возможности. Однако для бытовых целей подходит второй вариант исполнения
Ток ограничения является важным параметром выбора, т.к. именно за счет этого и обеспечивается безопасность.
Например, в помещениях с повышенной влажностью, питание электроприборов осуществляется с подключением в схему устройств отключения с уставкой 0,01 А. Для стандартных бытовых условий – 0,03 А.
Для организации противопожарной безопасности зданий – 0,1-0,3 А. Рекомендуем ознакомиться с советами по и тонкостями его монтажа.
Классификация #4 - по числу полюсов
Ввиду того что автоматическое устройство функционирует по принципу сравнения величин тока, проходящих через него, то количество полюсов у автомата будет идентично количеству токопроводящих линий.
Двухполюсное УЗО обозначается как 2Р. Его включают в однофазную схему для обеспечения защиты человека и предотвращения возможных причин пожара.
Маркировка четырехполюсных УЗО – 4Р. Они рассчитаны на работу в сети с тремя фазами. Также возможен вариант комбинации установки, например, прибор с четырьмя полюсами вводится в двухпроводную сеть.
Однако при этом будет реализован не весь потенциал устройства, что является экономически невыгодным.
При установке защитного автомата стоит учитывать вероятность того, что ток нагрузки может превысить максимальные рабочие значения устройства. Поэтому дополнительно устанавливается автоматический выключатель с номинальным напряжением не больше, чем рабочий ток системы безопасности
Классификация #5 - по способу установки прибора
Поскольку дифференциальные защитные устройства выполняются в различных корпусах, их можно использовать в качестве стационарных или переносных.
Во втором случае аппарат снабжается удлиняющим проводом. Приборы, фиксирующиеся на din-рейке, что размещается либо в коридоре, либо в квартире.
Также есть варианты исполнения вида и УЗО-вилка. И в первом, и во втором случае любой электроприбор, подключенный посредством такого механизма, при поломке не представляет опасности для человека.
Полная расшифровка маркировочных значений
В обязательном порядке на корпусе устройства присутствует название фирмы-разработчика. Далее следует стандартизированная маркировка с обозначением серийного номера.
Для расшифровки аббревиатуры будем использовать такой пример [F][X]00[X]- :
- [F] – устройство защитного отключения;
- [X] – формат исполнения;
- 00 – цифровые или буквенно-цифровые обозначения серии;
- [X] – количество полюсов: 2 или 4;
Расшифровка аббревиатуры: 1 – бренд; 2 – тип устройства; 3 – селективный вид; 4 – соответствие европейским стандартам; 5 – номинальный рабочий ток и уставка; 6 – максимальное переменное рабочее напряжение; 7 – номинальный ток, который прибор может выдержать; 8 – дифференциальная включающая и отключающая способность; 9 – электросхема; 10 – ручная проверка работоспособности; 11 – маркировка положения переключателя
К максимальным параметрам, на которые рассчитаны устройства, относятся: напряжение Un , ток In , дифференциальное значение тока размыкания цепи IΔn , способность включения и отключения Im, коммутационная способность при замыканиях Icn .
Основные маркировочные значения должны быть расположены таким образом, чтобы оставаться видимыми после установки прибора. Некоторые параметры могут наноситься сбоку или на задней панели, видимые только до монтажа изделия.
Выходы, предназначенные только для подсоединения нулевого провода, обозначаются латинским символом «N ». На отключенный режим УЗО указывает символ «О » (окружность), включенный - короткая вертикальная черта «I ».
Не на каждое изделие нанесены оптимальные температурные показатели окружающей среды. В тех моделях, где есть символ - это значит, что диапазон рабочего режима от -25 до + 40 °C, если нет никаких обозначений - имеются в виду стандартные показатели от -5 до +40 °С.
Выводы и полезное видео по теме
Применение УЗО - выгодное и правильно решение не только со стороны экономии, но, с точки зрения пожарной безопасности, и защиты человека.
У вас остались вопросы по принципу действия или классификации устройств защитного отключения? Или вы хотите дополнить изложенный материал полезными сведениями? Пишите, пожалуйста, свои уточнения в блоке комментариев, задавайте вопросы – эксперты и компетентные посетители нашего сайта постараются максимально развернуто вам ответить.
Аббревиатура УЗО создана от словосочетания «Устройство защитного отключения», которое определяет назначение прибора, заключающееся в снятии напряжения с подключенной к нему схемы при возникновении случайных пробоев изоляции и образовании через них токов утечек.
Принцип работы
Для работы УЗО используется принцип сравнения входящих в контролируемую часть схемы и выходящих из нее токов на основе дифференциального трансформатора, который переводит первичные величины каждого вектора в строго пропорциональные по углу и направлению вторичные для геометрического сложения.
Метод сравнения можно представить обыкновенными весами или балансиром.
Когда равновесие соблюдено, то все работает нормально, а при его нарушениях изменяется качественное состояние всей системы.
У однофазной цепи сравниваются подходящий к измерительному органу вектор тока фазы и выходящий из нее - нуля. При нормальном режиме работы с надежной целой изоляцией они равны, уравновешивают друг друга. Когда возникает неисправность в схеме и появляется ток утечки, то баланс между рассматриваемыми векторами нарушается на его величину, которая замеряется одной из обмоток трансформатора и передается блоку логики.
Сравнение токов в трехфазной цепи осуществляется по этому же принципу, только через дифференциальный трансформатор пропускаются токи всех трех фаз, а небаланс создается на основе их сравнения. В нормальном режиме работы токи трех фаз при геометрическом сложении сбалансированы, а при нарушениях изоляции любой фазы возникает ток утечки в ней. Его величина определяется суммированием векторов в трансформаторе.
Структурная схема
Упрощенно работу устройства защитного отключения можно по блокам представить структурной схемой.
Небаланс токов из измерительного органа направляется на логическую часть, которая работает по принципу реле:
1. электромеханического;
2. или электронного.
Важно понимать различие между ними. Электронные системы сейчас бурно развиваются и пользуются все большей популярностью по многим причинам. Они имеют широкий функционал, большие возможности, но требуют для работы логики и исполнительного органа электрическое питание, которое обеспечивает специальный блок, подключаемый к основной цепи. Если электричество отключится по различным причинам, то такое УЗО, как правило, не сработает. Исключение составляют редкие электронные модели, оснащенные этой функцией.
Электромеханические реле использует механическую энергию взведенной пружины, которая напоминает по принципу работы обыкновенную мышеловку. Чтобы реле сработало достаточно минимального механического усилия на очуствленный исполнительный элемент.
Как мышка дотрагивается до приманки подготовленной мышеловки, так и возникающий при небалансе в дифференциальном трансформаторе ток от утечки ведет к срабатыванию исполнительного элемента и отключению напряжения со схемы. Для этого в реле встроены силовые контакты в каждую фазу и контакт подготовки тестера.
Любой тип реле обладает определенными преимуществами и недостатками. Электромеханические конструкции надежно работают на протяжении многих десятилетий и хорошо себя зарекомендовали. Они не требует наличия внешнего питания, а электронные модели - зависят от него полностью.
В настоящее время считается общепризнанным, что наиболее эффективной мерой защиты от поражения электрическим током в электроустановках напряжением до 1000 В является устройство защитного отключения (УЗО) по току утечки.
Не возражая против важности этой меры защиты, большинство специалистов на протяжении многих лет ведут споры относительно значений основных параметров УЗО - тока установки, времени срабатывания и надежности. Объясняется это тем, что параметры УЗО тесно связаны с его стоимостью и условиями эксплуатации.
Действительно, чем ниже ток уставки и меньше время срабатывания, чем выше надежность УЗО, тем дороже его стоимость.
Кроме того, чем ниже ток уставки и меньше время срабатывания УЗО, тем жестче требования к изоляции защищаемого участка, поскольку даже незначительное ухудшение ее в условиях эксплуатации может приводить к частым, а в ряде случаев и длительным, ложным отключениям электроустановки, делая тем самым невозможной ее нормальную эксплуатацию.
С другой стороны, чем выше ток уставки УЗО и больше время его срабатывания, тем хуже его защитные свойства.
Конструкция УЗО
Компоновка однофазного УЗО представлена на картинке ниже.
В ней на входные клеммы подводится напряжение, а на выходные - подключается контролируемая схема.
Трехфазное устройство защитного отключения изготовлено так же, но в нем контролируются токи всех фаз.
На представленном рисунке показано четырехпроводное УЗО, хотя в продаже есть трехпроводные конструкции.
Как проверить УЗО
В любой модели конструкции встроена функция проверки работоспособности. Для этого используется блок «Тестер», представляющий собой разомкнутый контакт - кнопку с пружинным самовозвратом и токоограничивающий резистор R. Его величина подобрана для создания минимально достаточного тока, искусственно имитирующего утечку.
При нажатии кнопки «Тест» подключенное в работу УЗО должно отключиться. Если этого не произошло, то его следует браковать, искать поломку и ремонтировать или заменять исправным. Ежемесячное тестирование устройства защитного отключения повышает надежность его эксплуатации.
К слову, исправность электромеханических и отдельных электронных конструкций легко проверить в магазине до покупки. С этой целью достаточно при включенном реле кратковременно подать ток в цепь фазы или нуля от батарейки с любой полярностью подключения по варианту 1 и 2.
Исправное УЗО с электромеханическим реле сработает, а электронные изделия в подавляющем большинстве случаев так не проверить. Им для работы логики нужно питание.
Как подключить УЗО к нагрузке
Устройства защитного отключения разрабатываются для использования в схемах электроснабжения по системе TN-S либо TN-C-S с подключением в электропроводке защитной нулевой шины РЕ, к которой подключаются корпуса всех электрических приборов.
В этой ситуации при нарушении изоляции возникающий на корпусе потенциал сразу стекает через проводник РЕ на землю и орган сравнения вычисляет неисправность.
В нормальном режиме электроснабжения УЗО не отключает нагрузку, поэтому все электроприборы работают оптимально. От тока каждой фазы в магнитопроводе трансформатора наводится свой магнитный поток Ф. Поскольку они равны по величине, но противоположно направлены, то взаимно уничтожают друг друга. Суммарный магнитный поток отсутствует и не может навести в обмотке реле ЭДС.
При возникновении утечки опасный потенциал стекает на землю через защитную шину РЕ. В обмотке реле наводится ЭДС от возникшего небаланса магнитных потоков (токов в фазе и нуле).
Устройство защитного отключения мгновенно вычисляет таким способом неисправность и в доли секунды обесточивает схему силовыми контактами.
Особенности работы УЗО с электромеханическим реле
Использование механической энергии взведенной пружины в отдельных случаях может быть выгоднее, чем применение специального блока для электрического питания логической схемы. Рассмотрим это на примере, когда ноль питающей сети оборван, а фаза поступает.
В такой ситуации статические электронные реле не будут получать питание, а, следовательно, не смогут работать. В то же время в этой ситуации у трехфазной системы возникает перекос фаз и повышение напряжения.
Если произойдет в ослабленном месте пробой изоляции, то потенциал появится на корпусе и будет уходить через РЕ-проводник.
В УЗО с электромеханическим реле защиты отработают нормально от энергии взведенной пружины.
Как работает УЗО в двухпроводной схеме
Неоспоримые преимущества защит от токов утечек в электрооборудовании, выполненном по системе TN-S посредством использования УЗО, привели к их популярности и желанию отдельных владельцев квартир устанавливать УЗО в двухпроводке, не оборудованной РЕ-проводником.
В этой ситуации корпус электроприбора изолирован от земли, не сообщается с ней. Если возникает пробой изоляции, то потенциал фазы появляется на корпусе, не стекает с него. Человек, имеющий контакт с землей и случайно прикоснувшийся к прибору, попадает под действие тока утечки точно так же, как и в ситуации без УЗО.
Однако, в схеме без устройства защитного отключения ток может проходить через тело длительно. Когда же УЗО установлено, то оно почувствует неисправность и отключит напряжение за время уставки в течение долей секунды, чем снизит и степень получения электротравмы.
Таким образом, защита облегчает спасение человека при попадании под напряжение в зданиях, оборудованных по схеме TN-C.
Многие домашние мастера пытаются самостоятельно устанавливать УЗО в старых домах, ожидающих реконструкцию для перехода на систему TN-C-S. При этом в лучшем случае выполняют самодельный контур заземления или просто подключают корпуса электроприборов к водопроводной сети, батареям отопления, железным деталям фундамента.
Такие подключения могут создать критические ситуации при возникающих неисправностях и причинить серьезный ущерб. Работы по созданию контура заземления должны выполняться качественно и контролироваться электрическими замерами. Поэтому их выполняют подготовленные специалисты.
Виды крепления
Большинство УЗО выполняется в стационарном исполнении для крепления на распространенную Din-рейку в электрощитке. Однако, в продаже можно встретить переносные конструкции, которые подключаются в обычную электророзетку, а от них дальше запитывается защищаемый прибор. Они стоят чуть дороже.
УЗО – устройство защитного отключения. В настоящее время, УЗО применяется практически везде, а в новостройках оно обязательно.
УЗО мы устанавливаем в квартирных щитках, в электрощитах частных домов. И это, конечно, правильно, только УЗО спасает человека от удара током . Также УЗО защищает нашу квартиру или частный дом от пожаров, которые возникают из-за неисправностей в электропроводке (плохой контакт, разрушение изоляции проводов). На мой взгляд, на такой вопрос, как ставить УЗО или не ставить, ответ может быть только один — УЗО нужно устанавливать в электрощит ОБЯЗАТЕЛЬНО.
Согласно ГОСТ 51326.1-99 «Выключатели автоматические управляемые дифференциальным током бытового и аналогичного назначения без встроенной защиты от сверхтоков» автоматы управляемые диф. током (УЗО) имеют сокращение ВДТ (выключатели дифференциального тока). Такое название УЗО вы можете встретить в технической литературе, в наименовании товаров интернет магазинов. Во Франции УЗО обозначают ID (Шнайдер), в Англии — RCCD’s.
Принцип действия УЗО
Принцип действия УЗО основан на сравнении токов
, которые протекают через УЗО, т.е. если своими словами – какая величина тока прошла через УЗО
к потребителям, такая же величина тока должна и выйти обратно из УЗО через нулевой проводник. На картинке I 1 – ток в УЗО к электроприемнику, I 2 – ток в УЗО от электроприемника. I 1 = I 2 – это условие выполняется при качественно выполненной электропроводки или нет какого-либо вмешательства в работу электропроводки.
Предположим человек, коснулся какого-то проводника (фаза или ноль), в этом случае человек «забирает» на себя часть тока I∆n, и равенства между I 1 и I 2 уже не будет, т.к. I 1 > I 2 — I∆n. УЗО это почувствует и отключится, тем самым УЗО спасет человека от вероятной смерти из-за поражения током. УЗО обязано срабатывать за 25-40 мсек, чтобы ток, который будет протекать через организм, не увеличился до смертельно-опасного.
УЗО по количеству фаз
УЗО бывают однофазные и трехфазные . Здесь думаю всё понятно, если однофазная сеть, то УЗО однофазное – занимает 2 модуля (фаза и ноль). Если трехфазная сеть, то УЗО трехфазное – занимает 4 модуля (три фазы и ноль).
Отмечу, что в частных домах, где в последнее время подключают по три фазы мощностью 15 кВт, неправильно для защиты человека от поражения электрическим током или пожарной безопасности, устанавливать общее трехфазное УЗО, т.к. при утечке тока на одной из фаз, трехфазное УЗО отключит все три фазы. Трехфазное УЗО устанавливается на отдельных трехфазных потребителей, варочные панели (электроплиты), котлы в частных домах.
Выбор УЗО по номинальному току
Такие известные производители, как ABB и Шнайдер Электрик, выпускают модульные УЗО , которые устанавливаются на дин-рейку, с номинальными токами на 16, 25, 40, 63 А . Номинальный ток УЗО показывает величину тока, которую УЗО может пропускать сколько угодно долго. Вот исходя из этой линейки номинальных токов, и следует выбирать УЗО для электрощита в квартиру или частный дом.
Важно знать, что УЗО не имеет защиты от сверхтоков (токи короткого замыкания, перегруз) и поэтому его следует всегда защищать , номинальный ток которого меньше или равен номинальному току УЗО — это по правилам. Но я подбираю УЗО по-другому, строго на ступень выше автомата .
Объясню почему, автомат, как известно пропускает ток до 1,13 от I ном. бесконечно долго, а в интервале от 1,13-1,45 I ном. в тчение 1 часа. Предположим выбрали мы автомат на 25А и УЗО тоже на 25А. В итоге, в течение целого часа УЗО, которое рассчитано на 25А будет пропускать ток величиной 25*1,45=36А, что будет с УЗО в этом случае я не знаю, но думается, что УЗО на 25А с высокой вероятностью сгорит.
Номинальный ток УЗО указан на его лицевой части.
Встречаются УЗО на номинальные токи и 32А, и 50А, но это китайские УЗО, серьезные бренды, такие как ABB, Шнайдер Электрик или Легранд, УЗО такого номинала не выпускают.
Примеры, как правильно выбрать УЗО по номинальному току:
При этом запомните, что если «сверху» УЗО уже защищено автоматом , номинал которого меньше номинала УЗО, то после этого УЗО можно подключать автоматы, суммой номиналов хоть на 1000 А .
Номинальный отключающий ток УЗО
Номинальный отключающий ток УЗО I∆n (уставка) — это ток при котором УЗО срабатывает (отключается). Величина уставок УЗО — 10 мА, 30 мА, 100 мА, 300 мА, 500 мА. Следует отметить, что ток неотпускания , когда человек уже не может самостоятельно разжать руки и отбросить провод, составляет 30 мА и выше . Поэтому для защиты человека от поражения тока, выбирают УЗО с отключающим током 10 мА или 30 мА.
Номинальный отключающий ток УЗО I∆n или ток утечки также указывается на лицевой панели УЗО.
УЗО 10 мА используют для защиты электроприемников во влажных помещениях или мокрых потребителей, т.е. стиральные и посудомоечные машинки, розетки которые находятся внутри ванны или туалета, свет в ванной, теплый пол в ванной или туалете, свет или розетки на балконах и лоджиях.
СП31-110-2003 п.А.4.15 Для сантехкабин, ванных и душевых рекомендуется устанавливать УЗО с номинальным дифференциальным отключающим током до 10 мА , если на них выделена отдельная линия, в остальных случаях, например при использовании одной линии для сантехкабины, кухни и коридора, следует использовать УЗО с номинальным дифференциальным током до 30 мА.
Т.е. УЗО с уставкой 10 мА устанавливают на отдельный кабель, к которому подключается только стиральная машинка. Но если от кабельной линии еще запитаны другие потребители, например, розетки коридора, кухни, то в этом случае устанавливают УЗО с током срабатывания (уставкой) в 30 мА.
УЗО с током утечки 10 мА у АВВ выпускают только на 16А. У Шнейдер Электрик и Хагер, есть в линейке продукции УЗО на 25/10 мА и 16/10 мА.
УЗО 30 мА устанавливают на стандартные линии, т.е. обычные бытовые розетки, свет в комнатах и т.д.
ПУЭ п.7.1.79. В групповых сетях, питающих штепсельные розетки, следует применять УЗО с номинальным током срабатывания не более 30 мА. Допускается присоединение к одному УЗО нескольких групповых линий через отдельные автоматические выключатели (предохранители).
УЗО 100, 300, 500 мА называют противопожарными, такие УЗО не спасут вас от смертельного удара током, но уберегут квартиру или частный дом от возникновения пожара из-за неисправностей в электропроводке. Такое УЗО на 100-500 мА устанавливаются в вводных щитках, т.е. в начале линии.
В США используют УЗО с номинальным отключающим током 6 мА, в Европе до 30 мА.
Следует отметить, что УЗО отключается в пределах уставки 50-100% , т.е. если у нас УЗО на 30 мА, то отключаться оно должно в пределах 15-30 мА.
Есть проектировщики, которые продвигают двойные диф. защиты «мокрых» потребителей. Это когда, например стиральная машинка, подключена к УЗО 16/10 мА, которое в свою очередь подключено к групповому УЗО 40/30 мА.
В итоге, что мы получим? При малейшем «чихе» стиральной машинки, мы отключаем всю группу автоматов (свет кухни, бойлер и свет комнаты), т.к. в большинстве случаев неизвестно, какое сработает УЗО 25/30 мА или 16/10 мА, либо сработают оба.
Согласно свода правил по проектированию электроустановок жилых и общественных зданий :
СП31-110-2003 п.А.4.2
Но справедливости ради, следует отметить, что если электропродка смонтирована качественно, то УЗО не срабатывают годами. Поэтому в данном случае — последнее слово за заказчиком.
Типы УЗО по принципу срабатывания
По принципу срабатывания УЗО подразделяют на электронные и электромеханические . Электронные УЗО на порядок дешевле, чем электромеханические УЗО. Это объясняется его меньшей надежностью и дешевизной производства. Электронное УЗО «питается» от сети, и работа электронного УЗО зависит от параметров и качества этой самой электросети.
Приведу такой пример, у нас отгорел ноль в этажном щитке, соответственно пропадет питание электронного УЗО и оно не будет работать. И если в этом время произойдет замыкание фазы на корпус прибора, а человек его коснется, то электронное УЗО не сработает, т.к. оно просто напросто не работает, нет питания электроники из-за обрыва нуля. Или если по-простому электроника – это электроника, а китайская электроника – это вдвойне «электроника», которая может отказать в любой момент. Поэтому электромеханическое УЗО, которое не зависит от состояния сети, намного надежнее, чем электронное УЗО.
В основе принципа действия лежит сравнение входящего и выходящего тока УЗО обычного дифференциального трансформатора тока, и если ток не равен и больше уставки (номинальный отключающий ток УЗО в мА), как уже указывалось выше, то УЗО отключается.
По этим схемам можно определить, электронное УЗО или электромеханическое, схемы наносят на корпуса УЗО.
Известные производители, такие как ABB, Шнайдер Электрик, Хагер или Легранд не производят электронных УЗО, только электромеханические УЗО. Я ставлю в свои электрощиты электромеханические УЗО.
Для сравнения электронного и электромеханического УЗО предлагаю фото с их «внутренностями». Я бы выложил электронное УЗО, какого-либо известного бренда, а не китайского, но, как писал выше, АББ, Шнайдер Электрик, Легранд и другие серьезные производители, не выпускают электронных УЗО.
Типы УЗО АС, А, В
В зависимости от типа, УЗО обязано отключаться от разного вида утечек тока, есть УЗО, которые отключают только переменный ток, есть УЗО которые переменный и пульсирующий ток:
Реагирует на мгновенный переменный дифференциальный ток утечки, т.е. это обычные потребители: освещение, теплые полы, холодильники, конвекторы и др. Тип УЗО АС обозначается на панели, это либо буквы АС, либо специальный символ (пиктограмма) 
или и то и другое вместе.
Реагирует, как на переменный, так и на пульсирующий ток утечки, который может медленно нарастать или возникать внезапно. Это приборы, в которых используются выпрямители и импульсные блоки питания: компьютеры, стиральные машинки, телевизоры, посудомойки, микроволновки, т.е. там, где всем управляет электроника. В некоторых инструкциях на современные электроприборы отдельно указывается, что необходима установка УЗО типа А. Пиктограмма для УЗО тип А выглядит следующим образом 
УЗО тип А дороже, чем УЗО тип АС, т.к. «охватывает» бОльшую зону защиты. Но следует отметить, что уровень защиты с УЗО типа АС выше, чем если бы УЗО не было бы вообще.
ПУЭ 7.1.78. В зданиях могут применяться УЗО типа «А», реагирующие как на переменные, так и на пульсирующие токи повреждений, или «АС», реагирующие только на переменные токи утечки. Источником пульсирующего тока являются, например, стиральные машины с регуляторами скорости, регулируемые источники света, телевизоры, видеомагнитофоны, персональные компьютеры и др.
Часто у читателей возникает вопрос: «Какое УЗО поставить на холодильник, стиральную машинку, посудомойку, варочную панель и т.д.?». Самый правильный ответ, вы найдете в инструкциях на бытовую технику.
Но, например, в Европе разрешено устанавливать УЗО только тип А. УЗО тип АС запрещены.
УЗО тип В — редкость в России, их применяют в промышленности, где помимо прочих видов утечек, есть утечки выпрямленного тока, в быту УЗО тип В не применяют.
Задержка отключения (селективность) УЗО
По выдержке времени срабатывания УЗО разделяют на 3 типа:
УЗО без выдержки времени , применяют для защиты человека от поражения током и от возгораний вследствие неисправностей электропроводки. УЗО без выдержки времени устанавливают на линии электроприемников. И являются первой ступенью защиты.
УЗО тип S (селективное) , также его называют противопожарным. Данное УЗО тип S срабатывает с задержкой (0,2-0,5 сек), поэтому человека оно не защищает, а лишь защищает от возникновения пожаров. Противопожарное УЗО устанавливается в начале линии после вводного автомата и защищает вводной кабель и подключение автоматики в щитке, а также является второй ступенью диф. защиты всего дома от пожара.
Определить, что это УЗО селективное, можно по букве «S» на панели, которая и обозначает, что УЗО селективное с выдержкой времени на отключение.
Примеры однофазного селективного противопожарного УЗО ABB с током утечки на 100мА и трехфазного противопожарного УЗО на 300 мА от Шнейдер Электрик.
УЗО тип S выбирают с номинальным током утечки 100-300 мА . Протипожарное УЗО с уставкой 100-300 мА является второй ступенью защиты, а согласно правил, если в схеме установлены на одной линии несколько УЗО, то каждая последующая ступень должна быть с бОльшей выдержкой времени на срабатывание и уставкой по току.
СП31-110-2003 п.А.4.2 При установке УЗО последовательно должны выполняться требования селективности. При двух- и многоступенчатой схемах УЗО, расположенное ближе к источнику питания, должно иметь уставки тока срабатывания и время срабатывания не менее чем в три раза большие, чем у УЗО, расположенного ближе к потребителю.
Если б не было выдержки времени, а на линии у нас стоит два УЗО, одно на 30 мА, другое на 100 мА, то при утечках тока срабатывали бы оба УЗО и УЗО на 100 мА обесточило бы весь дом . Поэтому, чтобы не выбегать в труселях по морозу на улицу и включать противопожарное УЗО в уличном щитке, противопожарное УЗО выбирается с уставкой, достаточной для предотвращения пожара.
УЗО тип G , тоже самое, что и тип S, только с меньшей выдержкой времени 0,06-0,08 сек. УЗО редкие, и ждать их «приезда» приходилось по 2-3 месяца, что для меня очень неудобно,т.к. электрощитки зависают на долгий срок.
Схема подключения УЗО
Питание (электричество) можно подавать, как на нижние, так и на верхние контакты УЗО — это утверждение относится ко всем ведущим производителям электромеханических УЗО.
Пример из инструкции для УЗО ABB F200
Я разделяю схемы подключения УЗО на 2 вида:
Схема подключения трехфазного электродвигателя через УЗО
Часто в комментариях спрашивают о подключении трехфазного двигателя (насоса) через УЗО, вопрос возникает из-за отсутствия в трехфазных электродвигателях нейтрали.
Собственно ничего сложного в этом нет, для корректной работы трехфазного УЗО нулевой проводник мы подключаем на нулевую клемму УЗО со стороны питания, а со стороны двигателя она остается пустая.
УЗО следует проверять не реже, чем 1 раз в месяц. Делается это достаточно просто, достаточно нажать на кнопку «ТЕСТ» , которая есть на любом УЗО.
УЗО обязано отключиться, делать это следует при снятой нагрузке, когда выключены телевизоры, компьютеры, стиральная машинка и т.д., чтобы лишний раз не «дергать» чувствительное оборудование».
Мне нравятся УЗО АББ, у которых как и у выключателей АББ серии S200, есть индикация включенного (красный цвет) или отключенного (зеленый цвет) положения.
Также, как у выключателей ABB S200, есть по два контакта на каждом полюсе сверху и снизу.
Спасибо за внимание.
Устройство защитного отключения (УЗО) — это электрический низковольтный аппарат, который служит для автоматического отключения защищаемого участка электрической цепи в случае возникновения дифференциального тока величины, превышающей допустимое значение для данного аппарата. Также можно встретить такую аббревиатуру, как ВДТ — это выключатель дифференциального тока, то есть фактически то же самое. В этой статье мы рассмотрим с читателями , какое устройство, назначение и принцип работы УЗО, применяемого в электрике.
Назначение
Сперва рассмотрим, какое назначение устройства защитного отключения (на фото ниже вы можете ознакомиться с его внешним видом). возникает в случае нарушения целостности изоляции кабеля одной из линии электропроводки либо в случае повреждения конструктивных элементов в бытовом электроприборе. Утечка может привести к 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, . Отличие первого в том, что данный защитный аппарат, помимо защиты от утечки электричества (функции УЗО), дополнительно имеет защиту от 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 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:
Область применения
Устройство защитного отключения применяется для защиты от утечек тока в однофазных и трехфазных электропроводках различного назначения. В домашней УЗО должно в обязательном порядке быть установлено для защиты наиболее опасных с точки зрения электробезопасности бытовых электроприборов. Тех электроприборов, при эксплуатации которых происходит соприкосновение с металлическими частями корпуса непосредственно либо через воду или другие предметы. В первую очередь это электрическая печь, стиральная машина, водонагреватель, посудомоечная машина и др.
Как и любое электротехническое устройство, УЗО может в любой момент выйти из строя, поэтому помимо защиты отходящих линий необходимо установить данный аппарат на вводе домашней электропроводки. В данном случае АВДТ будет не только резервировать защитные аппараты отдельных линий проводки, но и выполнять противопожарную функцию, осуществляя защиту всей домашней электропроводки от возгораний.
Вот и все, что хотелось рассказать вам о том, какая конструкция, назначение и принцип работы УЗО. Надеемся, предоставленная информация помогла вам разобраться с тем, как выглядит и работает данный модульный аппарат, а также для чего применяется.
Наверняка вы не знаете:
