Опубликовано

УЗО

Для чего нужно УЗО, как оно устроено и как работает

УЗО — это устройство защитного отключения (альтернативное название — выключатель дифференциального тока, сокращенно ВДТ). Предназначено для отключения питания в случае возникновения аварийной ситуации, которая приводит к появлению тока утечки. Это возможно в двух случаях: при пробое изоляции на землю и при прикосновении человека к токоведущим частям.

Эта картинка поможет представить принцип работы УЗО. В качестве нагрузки выступает лампа накаливания. УЗО сравнивает ток до и после нагрузки. Если разница превышает заданное значение, то устройство срабатывает и размыкает цепь

Принцип его действия можно сравнить с весами с двумя чашами. Сравнивается ток в цепи до и после нагрузки. Как только одна из чаш перевешивает, значит ток нашел «левый» или обходной путь. Чаще всего обходной путь — через пробой изоляции на землю, или через тело человека тоже не землю. То есть, по этому пути часть тока «утекло». Отсюда и название — ток утечки. Ток ушел не по проложенным проводам, а это опасно. И появление тока утечки — сигнал к отключению питания. В УЗО срабатывает реле, разрывая контакт и обесточивая сеть. Это принцип работы УЗО описанный простыми словами — для лучшего понимания назначения и принципа действия.

Как понять что такое ток утечки

Ток утечки возникает когда появляется пробой изоляции на корпус (провод перетерся, нагревательный элемент «пробило» и т.д.). Утечка — это когда вы прикоснулись к корпусу устройства, который находится под напряжением. Прикоснулись одной рукой и сами при этом стоите на токопроводящем полу без обуви или касаетесь еще какого-то заземленного предмета (батарей центрального отопления, например). Через ваше тело потечет ток, причем он «уйдет» через контур заземления, так как это путь с наименьшим сопротивлением. Это и будет тот самый «обходной» путь. В результате «вернувшийся» ток будет меньше и реле на УЗО сработает.

Но, обратите внимание! Прямое прикосновение сразу к фазе и нулю — не наш случай. В этом случае тело воспринимается как нагрузка, а не как утечка. А это штатная ситуация и защита не сработает. Поэтому работайте с электричеством одной рукой, в диэлектрической обуви. И никогда не прикасайтесь сразу к нулю и фазе.

Подключение УЗО в схему повышает безопасность. Особенно это актуально для влажных помещений, таких как санузел

Иногда защита реагирует на неочевидные вещи: соседи заземлились «не туда», плита с пьезорозжигом без заземления, стиральная машина или посудомойка подключены шлангом в металлической оплетке к металлическим же трубам. В общем, ситуаций, в которых образуется ток утечки, немало. Это все тоже токи утечки, но они — следствие ошибок или нарушений. И на них УЗО тоже реагирует. Если отключения происходят без видимых причин, их просто следует выявить. Это непросто, но оставлять без внимания «ложные» отключения не стоит. Причина может нести опасность.

Как выглядит

На лицевой панели УЗО есть переключатель, при помощи которого можно вручную разрывать цепь или приводит устройство в рабочее состояние. На передней панели также есть кнопка «Тест», предназначенная для тестирования работоспособности устройства защиты. При ее нажатии подключается цепь содержащая резистор, которая эмитирует возникновение утечки. Если прибор исправен, он отключит питание — «рубильник» опустится вниз, размыкая контакт.

Важно! Рекомендуется проверять работоспособность УЗО при помощи кнопки «Тест» не реже одного раза в месяц.

Внешний вид УЗО и назначение элементов

В верхней и нижней части устройства есть гнезда для подключения проводов. Вверху подключаются провода, подводящие питание, внизу — линии, которые идут к нагрузке или к нижестоящим устройствам. Через УЗО проходят и фазные провода, и ноль (нейтраль). То есть, при срабатывании, питание отключается полностью.

На корпусе имеются надписи, которые отражают основные параметры. Крепится УЗО на DIN-рейку, для этого есть специфической форы выступы на задней поверхности корпуса. Способы фиксации зависят от фирмы-производителя. Есть модели, которые просто навешиваются, есть с фиксацией при помощи прижимного клапана.

Как обеспечить качественную защиту

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

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

Для полной защиты электропроводки требуется еще и автомат

Принцип работы УЗО

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

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

Принцип работы УЗО можно понять по этой схеме

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

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

Коротко о параметрах УЗО

Несмотря на не слишком сложное устройство, параметров, по которым надо подбирать УЗО немало. Это:

  • Количество фаз и номинальное напряжение. Для однофазной сети все понятно — только устройства для 220 В. Для трехфазной могут быть варианты. На входе обычно ставят приборы для одновременного отключения всех трех фаз (380 В), такие же, но меньшего номинала ставят на линии питающие трехфазную нагрузку. На нагрузку, подключаемую к одной из фаз, ставят однофазные модификации (на 220 В).

    Даже необязательно смотреть на надписи: УЗО однофазное от трехфазного отличить просто

  • Номинальный ток. Это ток, который устройство может пропускать через себя длительное время без каких-либо негативных последствий. Выбирается либо таким же, как у автомата который стоит перед УЗО, либо на ступень выше.
  • Номинальный отключающий ток. Это то значение тока утечки, при котором сработает переключатель. Этот параметр может быть 10 мА, 30 мА, 100 мА, 300 мА. На входе ставят 100-300 мА, на отельные линии к потребителям 10 мА и 30 мА.
  • Тип тока утечки. Определяет утечку какого тока будет отслеживать устройство: постоянного, переменного, пульсирующего.

Все эти параметры выбираются при составлении схемы, так как для выбора важно сечение провода, подключаемая нагрузка и еще много деталей. Так что для начала надо определиться с количеством и мощностью потребителей (лампочек, крупной и мелкой бытовой техники, нагревателей и т.д.).

Что такое противопожарное УЗО

Умные головы придумали как использовать принцип работы УЗО не только для защиты человека от поражения электротоком при повреждении изоляции. То же устройство можно использовать для предотвращения пожаров. Конструктивно они ничем не отличаются, просто рассчитаны на большие токи утечки.

Как работает УЗО в этом случае? Как известно, при протекании токов температура проводников повышается. При достаточной силе тока нагрев может быть настолько большим, что способен вызвать пожар. Если на вводе в дом поставить аппарат с током утечки 100 мА и выше, человека от поражения электротоком оно не спасет, а вот возникновение пожара очень даже может предотвратить. Как? Вполне может статься, что одно из устройств защиты окажется неисправным. Изоляция фазы будет испорчена, что рано или поздно приведет к пожару. Может оказаться так, что повреждение окажется на незащищенной части линий. Вот в этом случае противопожарное УЗО отключит питание. Это будет значить, что «утекать» стало слишком много и надо провести ревизию проводки: измерить изоляцию, проверить нагрев и т.д.

После счетчика ставят противопожарное УЗО

Ставится противопожарное защитное устройство после счетчика. Если говорить о параметрах, минимальный отключающий ток — 100 мА. Тип — лучше селективный, а вот время выдержки выбирайте сами. Селективность спасет от ложных срабатываний. Ниже, после противопожарного УЗО, ставят защиту на линии, выбирая отключающий ток утечки в зависимости от типа нагрузки.

Если следовать ГОСТу, то на линии освещения, расположенные в помещениях с нормальными условиями эксплуатации установка защитных устройств необязательна. То есть, на линии, которые ведут к освещению, «персональные» УЗО и автоматы можно не ставить.

Производители

Официального рейтинга производителей УЗО не существует, поэтому следует ориентироваться на отзывы практикующих электриков. Как правило, при сборке «навороченного» щита, специалисты рекомендуют использовать продукцию трех европейских фирм:

  • ABB (шведско-швейцарская компания);
  • Legrand (Франция);
  • Schneider Electric (Франция).

В каталогах вышеперечисленных производителей, чаще будут встречаться альтернативные названия устройств защиты дифференциального тока. УЗО — выключатель дифференциального тока (ВДТ). Дифавтомат — автоматический выключатель дифференциального тока (АВДТ).

Компания Schneider Electric («Шнейдер Электрик») разработала линийку устройств Easy9, относящихся к среднему ценовому сегменту.

Дифференциальный выключатель EASY 9 (УЗО) 2П 63А 30мА (артикул EZ9R34263). Устройства Easy9 относятся к среднему ценовому сегменту, но при этом отличаются качеством, надёжностью и удобством использования, свойственным аппаратуре верхнего ценового сегмента

Многих электриков не устраивает качество продукции таких компаний, как IEK, TDM, DEKraft, EKF.

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:

Область применения

Устройство защитного отключения применяется для защиты от утечек тока в однофазных и трехфазных электропроводках различного назначения. В домашней электропроводке 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:

  • Что такое УЗМ-51М?
  • Как работает автоматический выключатель
  • Как выбрать УЗО для квартиры

УЗО – это устройство защитного отключения, его предназначение – это защита людей от поражения электрическим током в случае поломок электрического оборудования, или непроизвольном контакте с металлическими частями электрического оборудования при утечке тока. Также, оно может защитить электросеть от возгорания проводки во время пробоя тока на корпус или землю.

УЗО представляет собой быстродействующий выключатель. В основу его работы положено сопоставление силы тока на входе и выходе объекта защиты. То есть ток, текущий в фазном и нулевом проводе должны иметь одинаковое значение при однофазном подключении.

Если у вас три фазы, то сумма токов в трех фазах, равна сумме токов нулевого провода. Если показатели имеют разное значение, то это значит, что в цепи присутствует ток утечки.

Датчики тока, используемые в УЗО, изготовляют на трансформаторах тока, построенных на тороидальных сердечниках. Пороговые защитные элементы срабатывания изготовляют преимущественно на магнитоэлектрическом реле с большой чувствительности.

Хотя, в последнее время набирают популярность устройства защитного отключения, сделанные с применением специальных электронных схем. Такая схема приводит в действия защитный пружинный механизм, разрывающий электрические контакты цепи при возникновении внештатных ситуаций.

Способы подключения в частном доме и квартире

Решив поставить УЗО в своей квартире и доме, в первую очередь, надо правильно выбрать его параметры. Прежде всего, обращайте внимания на токовую нагрузку, и для каких целей выбран прибор.

Если есть необходимость защиты только одного прибора, например стиральной машины или бойлера, то можно ограничиться номинальным током прибора с небольшим запасом.

В случае установки прибора на всю квартиру или дом, надо просуммировать величину всех нагрузок, и выбрать подходящее значение. Второй величиной будет дифференциальный ток, при достижении которого, будет срабатывать защита. После сделанного выбора, остается одно – правильно подключить УЗО.

Подключение по линии фазы:

Как видно по рисунку, УЗО установлено после входного автомата и счетчика электроэнергии. После, УЗО фазный провод идет на автоматические выключатели, контролирующие разные группы нагрузки. Далее, после выключателей, он разводится к осветительным приборам и розеткам.

По линии нейтрали, провод идет на клеммную колодку, после нее, он разводится к устройствам потребителям.

Данная схема не имеет нулевой шины, что характерно для старых квартир и домов. В таких случаях, лучше может подойти схема с применением нескольких УЗО для защиты отдельных потребителей.

Подключение к однофазной сети однополюсных и четырехполюсных УЗО

Четырехполюсный УЗО в однофазной сети

Фактически, принцип подключения однополюсного УЗО показан в приведенной выше схеме. Является самым распространенным для однофазной цепи. Используя её как пример, можно спокойно делать установку у себя в квартире или загородном доме.

Главное, не попутать местами подключения фазного и нулевого проводов. Обычно, для входящего фазного провода, используется на корпусе обозначение 1, для исходящего фазного провода обозначение 2. Для обозначения нулевого провода используют обозначение N.

Применения четырехполюсного УЗО в однофазной цепи, в большинстве случаев нерентабельно. Его можно использовать в качестве временной замены, или в случае, когда ожидается скорая модернизация на трехфазную сеть.

Далее, по аналогии с однополюсным подключением. Нулевой провод подключаем к клемме с обозначением N. Фазу желательно подключить к клемме в цепь, которой включена кнопка Тест. В большинстве случаев, она расположена рядом с нулевой цепью. Желательно, не реже раза в месяц проводить проверку с помощью кнопки.

Как подключить УЗО и автоматы?

Перед началом работ по подключению, рекомендуют нарисовать принципиальную схему подключения. Далее, задача будет в размещении всех приборов в электрощите.

Двухполосный выключатель

Пошаговое руководство:

  1. Современные электроприборы имеют модульную конструкцию. Для их установки предназначены специальные монтажные DIN-рейки. Их использование делает процесс монтажных работ намного проще. Выключатели, устройства защитного отключения и многое другое оборудование, имеет крепление для установки на такой рейке.
  2. Далее, размещаем на местах крепления в электрощите все необходимые приборы и детали. После этого, руководствуясь ПУЭ, проводим подключение приборов согласно схеме.
  3. На входе электроэнергии в щиток, должен стоять двухполосный автоматический выключатель. Его главная задача – защищать электросчетчик от коротких замыканий, перегрузки, и давать возможность проводить работы по замене оборудования.
  4. Входной автомат также служит ограничителем максимальной мощности потребления квартиры или дома. Его номинал выбирается согласно максимально разрешенному значению потребляемой мощности. Монтируют входной автомат на верхнюю DIN-рейку.
  5. После входного автоматического выключателя, подключаем электрический счетчик. Для подключения счетчика надо открутить пломбировочный винт, и снять нижнюю крышку. Под ней будет группа контактов. Обычно, схема подключения контактов располагается на внутренней стороне крышки. Если её там нет, посмотрите в инструкции к прибору. Контакты электрического счетчика имеют по два прижимных винта для каждого подключаемого провода. Их задача – обеспечить надежный контакт. После подключения, счетчик пломбируется, и доступа к контактам не будет.
  6. В большинстве счетчиков, на первый контакт приходит питающая фаза. Ко второму подключают отходящую фазу. К третьему приходящий нулевой провод. К четвертому отходящий нулевой провод.
  7. После счетчика, подключают УЗО. Контакты на устройстве обычно промаркированы. На верхние контакты подают входящее напряжения. Соответственно, снизу прибора подключаются контакты, которые пойдут последующим автоматическим выключателям, и другим приборам. В данном случае, необходимо соблюдать полярность. На контакт фазы, должна приходить фаза, а не ноль.
  8. После завершения монтажа, необходимо проверить УЗО на работоспособность. Для этой цели, на приборе расположена кнопка Тест. При её нажатии, происходит имитация тока утечки. Прибор должен сработать, отключив подачу напряжения.

Возможные ошибки и их последствия

Больше всего происходит ошибок на этапе монтажа, особенно если его делают непрофессионалы:

  1. Неправильное подключение подающих контактов. Часто, ноль путают с фазой.
  2. Подача питающего напряжения снизу устройства. При этих ошибках, прибор может выйти из строя.
  3. Нельзя соединять между собой нулевые выходы нескольких устройств. В результате этого, прибор утратит свою чувствительность, и не сможет правильно среагировать при возникновении опасных ситуаций.
  4. Также, следует помнить, что недопустимо соединять в розетках нулевой провод с заземлением. Это также приведет к сбоям в работе.
  5. Нельзя заводить питающие контакты с разных сторон устройства, например, подающую фазу снизу, а подающий ноль сверху. Устройство будет работать неправильно.

Если вы планируете установить одно устройство, то ставьте его сразу после электрического счетчика. Проблемой в этом случае будет полное обесточивание квартиры, в случае утечки тока. Электричество не заработает до тех пор, пока не устранят утечку.

В случае, если у вас много различных зон потребления электричества, установите несколько устройств. Это поможет вам уменьшить зону поиска поломки, и обеспечит комфорт в других зонах.

Следует заметить, что устанавливать такие устройства в цепи пожарной и других аварийных сигнализаций запрещается правилами безопасности.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *