Как работает узо в сети 220в с заземлением
Перейти к содержимому

Как работает узо в сети 220в с заземлением

  • автор:

Схема подключения УЗО без заземления

УЗО (устройство защитного отключения) – это коммутационный прибор, предназначенный для защиты электрической цепи от токов утечки и, как следствие, от поражения током человека, а также от возникновения пожаров. В отличие от автоматических выключателей и дифавтоматов, УЗО не защищает от коротких замыканий и перегрузок сети. Функция устройства состоит в размыкании цепи при возникновении дифференциальных токов утечки. Актуальность прибора возрастает с увеличением количества бытовых приборов в жилых домах и электрооборудования в офисных, торговых, складских и других помещениях. Возможно ли подключение УЗО без заземления и имеет ли смысл использование устройства в цепи без заземляющего конура?

Используемые сегодня виды электропроводки

Электропитание в жилые, служебные и производственные помещения подается из однофазной или трехфазной сети. При создании электросети в жилом здании следует помнить, что в новых квартирах и домах применяется современная электропроводка с отдельным защитным проводником PE, то есть фаза, ноль и заземляющий провод в однофазных сетях, и три фазы, ноль и PE проводник в трехфазных сетях. В домах старой советской постройки до сих пор используется электропроводка, в которой нулевой и защитный провода объединены в один PEN проводник. В однофазной и трехфазной сетях соответственно используются схемы: фаза (L) + PEN провод и три фазы (L1, L2, L3) плюс общий нулевой и защитный провод. Такая система, в которой функции «нуля» и защитного проводника объединены, называется TN-C.

Особенности использования УЗО в однофазных сетях

Если электропроводка в помещении выполнена по системе TN-C, возникает вопрос о целесообразности использования УЗО. Это связано с тем, что устройство по-разному работает в цепях с заземлением и без такового. Чтобы понять, в чем разница, важно знать принцип работы устройства.

Как работает УЗО. Если прибор используется в однофазной сети, то в нормальном режиме сила тока, протекающего в фазном проводе равна этому же показателю в нулевом проводе. Геометрическая сумма этих токов, протекающих в противоположных направлениях, равна нулю. В конструкции УЗО предусмотрен трансформатор, который имеет три обмотки. Одна из них подключена к фазному проводу, вторая – к нулевому, а третья служит для фиксации тока. Если в изоляции проводки защищаемого электроприбора появляется повреждение и происходит касание токоведущей части корпуса электрооборудования, во вторичной обмотке трансформатора возникает дифференциальный ток. Это вызывает срабатывание специального реле, которое приводит в действие механизм разъединения контактной группы.

В чем различие работы УЗО в схемах с заземлением и без. Разница в том, что в электросети с заземляющим контуром устройство защитного отключения сработает сразу же после возникновения тока утечки. Например, когда нарушилась целостность изоляции и оголенный провод коснулся корпуса стиральной машинки, пылесоса или любой другой техники. Если же в цепи нет отдельного защитного провода PE, УЗО не сработает в момент прикосновения токоведущей части к корпусу бытового прибора. Ток утечки в этом случае не возникает, а электрооборудование находится под напряжением. Устройство защитного отключения сработает только после прикосновения человека к корпусу электроприбора. Это означает, что если в здании нет технической возможности проложить заземление, УЗО все равно нужно устанавливать, т. к. прибор и в этом случае обеспечивает защиту от поражения электричеством.

Схемы подключения УЗО в электросетях без заземления

На входе. При использовании такой схемы устройство защитного отключения устанавливается сразу после счетчика электроэнергии. Из внешней питающей сети напряжение приходит на вводный автомат, затем на прибор учета энергии и после этого на УЗО. Далее в цепи монтируются автоматические выключатели отходящих присоединений. Все потребители электроэнергии, используемые в помещении, одновременно защищаются одним УЗО, установленным на входе. Преимущества такой схемы – в компактности и минимальных расходах, требуемых на ее реализацию. Недостаток в том, что при возникновении тока утечки на какой-либо одной точке, например в розетке, от электроснабжения отключается все помещение. Кроме того, уходит больше времени на то, чтобы определить место повреждения проводки.

На каждой отдельной ветке цепи. Это вариант подключения предусматривает использование нескольких УЗО. Одно из них устанавливается на входе, как и в предыдущей схеме. Остальные монтируются после селективно установленных автоматов сетевых ответвлений. Под селективностью автоматов понимают их свойство работать поочередно: в аварийной ситуации первым должен сработать ближайший к месту повреждения АВ. При построении схемы по такому принципу УЗО имеют возможность контролировать и в случае необходимости отсекать напряжение на каждой отдельной ветке присоединений. Поэтому утечка тока на каком-либо участке приведет к отключению электроэнергии только на этой ветке, остальные останутся в рабочем состоянии. Для реализации такой схемы потребуется щиток больших размеров, чем в предыдущем случае, но и степень защиты будет выше, т. к. в случае отказа одного из устройств на ответвлении его дублирует общее УЗО.

Использование УЗО в частном доме

Если в городском многоквартирном доме за защиту электросетей чаще всего отвечают коммунальные службы, то в частном домостроении решение об использовании защитных устройств остается за владельцем жилья. Собственник может воспользоваться трехфазной питающей сетью с УЗО соответствующего типа, проложить однофазную сеть с групповыми приборами в каждой линии или создать многоступенчатую систему из нескольких последовательно соединенных устройств с разными уставками срабатывания. Подключение к 2-фазной электросети имеет смысл, когда в доме используется (или планируется использование) силовое оборудование на 380 В. Это могут быть насосы, станки и пр. Если такой техники в доме нет, создают однофазную электросеть с обычными двухполюсными УЗО. В многоуровневой системе на входе устанавливается противопожарное устройство защитного отключения с уставкой 300 мА, для остальных веток уставка может составлять 10 или 30 мА.

Селективность УЗО

Как и в случае с автоматическими выключателями, селективность устройств защитного отключения (соединенных последовательно) заключается в том, что при возникновении тока утечки должен сработать модуль, расположенный ближе всех к месту аварии. Таким образом исключаются нежелательные отключения последующих УЗО, что упрощает поиск и устранение неисправности, приведшей к отключению, и обеспечивает бесперебойную работу остальных участков цепи. За счет чего обеспечивается селективность УЗО? Последовательное срабатывание устройств становится возможным благодаря соблюдению двух условий, а именно – селективности:

  • по времени. Время срабатывания УЗО, расположенного ближе остальных к аварийному участку, должно быть как минимум в три раза больше, чему у общего устройства защиты;
  • по току. Значение уставки по току утечки у ближайшего к месту неисправности УЗО должно быть в 3 раза меньше, чем у приборов, стоящих в схеме выше.

Порядок проведения монтажных работ

Подключение УЗО в сетях без заземляющего контура происходит в такой последовательности:

  • к электрощиту здания или помещения подводят силовой кабель от внешней питающей электросети;
  • внутри щита размещают вводный автомат, отсечку которого нужно рассчитать с учетом предполагаемой общей нагрузки;
  • устанавливают счетчик электроэнергии в удобном месте и соединяют его входные клеммы с выходом автомата;
  • монтируют УЗО внутри щитка и подключают его верхние входные клеммы с выходными контактами счетчика;
  • к выходным зажимам устройства защитного отключения присоединяют фазный и нулевой проводники внутренней электропроводки;
  • подключают силовой кабель к зажимам вводного автомата.

Как проверить УЗО

Для проверки устройства защитного отключения на срабатывание в конструкции прибора предусмотрена специальная кнопка «тест». При ее использовании активизируется схема, имитирующая возникновение дифференциальной разности токов. В момент нажатия прибор должен мгновенно сработать и разъединить контакты. Правила электробезопасности предписывают выполнять такую проверку минимум один раз в месяц.

Заключение

Таким образом, УЗО, как прибору, не требуется подключение к заземлению. Работа устройства основана на сравнении входящего в него тока с исходящим. Если разница этих параметров превышает определенное значение (уставку), устройство срабатывает. При этом, для УЗО не важна причина утечки. Ток может «уходить» через поврежденную изоляцию на корпус бытового прибора и дальше через заземление на «землю». Или же проводником для утечки на «землю» может быть тело человека. В сетях с заземляющим контуром УЗО обеспечивает максимальную степень защиты пользователей от поражения током. Если же в цепи нет заземления, устройство тоже выполнит отключение, но только после прикосновения человека к корпусу оборудования, пребывающего под напряжением.

Если у вас остались вопросы, связанные с подключением УЗО в электросетях без заземления, вы можете обратиться к специалистам нашей компании по телефону или с помощью онлайн-чата.

Схема подключения УЗО в однофазной сети

УЗО – это устройство защитного отключения, которое размыкает электрическую цепь при возникновении утечек тока. Количество бытовой техники и электроники в квартирах и частных домах неизменно растет, а вместе с этим возрастет и риск утечки токов, способной привести к пожару в помещении или к поражению человека электричеством. Поэтому использование УЗО в электросетях жилых и служебных помещений становится все более актуальным. Переменный ток промышленной частоты опасен для человека, если его величина превышает 0,01 А. Поэтому уставка, или порог срабатывания УЗО составляет, как правило, 10 мА (для сырых помещений или детских комнат) или 30 мА (для обычных условий).

Отличия УЗО, автоматического выключателя и дифавтомата

В схемах электропитания различных помещений могут использоваться три имеющих внешнее сходство прибора – автоматический выключатель (АВ), УЗО и дифавтомат. АВ защищает проводку от коротких замыканий и перегрузок. Прибор автоматически отключает нагрузку, если ток в ее цепи превышает номинальный. Устройство защитного отключения обеспечивает безопасность человека, отключая питание в момент случайного прикосновения к частям оборудования, которые находятся под напряжением. Дифавтомат размыкает цепь как при перегрузке по току и коротком замыкании, так и при появлении утечки, т. е. совмещает в себе свойства АВ и УЗО.

Как работает устройство

В конструкции УЗО имеются дифференциальный трансформатор, измеряющий ток утечки, и механизм, который срабатывает, если такой ток проходит через устройство защитного отключения. Прибор работает следующим образом: одна из трех обмоток трансформатора подключается к нулевому проводу, вторая – к фазному, третья служит для фиксации разности токовых значений. В нормальном режиме магнитные потоки первой и второй обмоток направлены друг на друга и равны, т. е. суммарный магнитный поток равен нулю. Если в каком-либо бытовом приборе возникает неисправность, в результате которой его корпус оказывается под напряжением, человек, прикоснувшийся к этому прибору, может получить травму. В момент касания появляется ток утечки, магнитные потоки первой и второй обмоток начнут различаться. В третьей обмотке при этом возникает дифференциальный ток. После достижения установленного порога УЗО срабатывает и отключает цепь.

Способы подключения УЗО

Без применения заземления. В многоквартирных домах, построенных в советское время, как правило, использовалась двухпроводная схема электропроводки. В жилое помещение в этом случае вводятся фазный и нулевой проводники, которые подаются на вход счетчика электроэнергии. УЗО в такой цепи следует за прибором учета. Фазный провод подключается к контакту L устройства защитного отключения, нулевой – к контакту N. Чтобы обеспечить защиту потребителей электроэнергии от перегрузок и коротких замыканий, после УЗО устанавливаются автоматические выключатели на 16, 25 или 32 А. Для жилого или служебного помещения небольшой площади достаточно одного устройства защитного отключения. Если потребителей много, лучше их разбить на группы. Например, в щитке в подъезде размещается одно противопожарное УЗО с током срабатывания 300 мА, а на розетки и освещение – отдельные устройства с уставкой 30 мА.

С заземляющим проводом. Применение заземления делает электрическую цепь более безопасной. Возможности устройств защитного отключения в таких схемах используются наиболее полно. В однофазной сети с заземляющим проводом металлический корпус бытового электроприбора не может находиться под опасным для человека напряжением. В схеме с заземлением УЗО более чувствительно к повреждениям изоляции электропроводки и контакту фазного проводника с корпусом потребителя. Заземляющий проводник, как правило, желто-зеленого цвета. Он присоединяется к каждой розетке в квартире. Устройство защитного отключения размещают между счетчиком и АВ, выполняя присоединения с соблюдением маркировки контактов.

Схемы подключения УЗО в однофазной сети

Общее УЗО + счетчик. Схема с одним общим устройством защитного отключения часто используется для обустройства проводки в небольших по площади помещениях, например в однокомнатных квартирах. Если сеть потребителей не очень разветвленная и бытовых приборов ограниченное количество, собирают цепь из входного автомата, счетчика электроэнергии и устройства защиты. УЗО подключают ко 2-му и 4-му выводам прибора учета. При этом второй вывод счетчика идет на фазный вход устройства защиты с маркировкой L, четвертый – на нулевой N. Входные клеммы расположены в верхней части УЗО, выходные – в нижней. Выходящий фазный провод расходится от устройства защиты на автоматические выключатели всех групп, а нулевой присоединяется к общей нулевой шине. Главный плюс такой схемы – простота и небольшие затраты. Минусом считается рост вероятности ложных срабатываний с увеличением числа потребителей.

Общее и групповые УЗО + счетчик. Эта схема отличается от предыдущей тем, что, помимо общего устройства защитного отключения, для каждой группы потребителей используется отдельный прибор. В этом случае защитная функция по утечке тока групповых устройств дублируется общим УЗО. Важно при этом соблюдать селективность в подборе УЗО. Что это означает? Устройства подбираются так, чтобы при аварийной ситуации они на срабатывали одновременно. Среди плюсов такой схемы:

  • малая вероятность ложных срабатываний. При появлении тока утечки отключится не вся сеть, а только отдельная группа потребителей;
  • более высокая степень защищенности потребителей. Сработавшее УЗО на одной из линий дает возможность быстрее и точнее определить причину аварийной ситуации.

Только групповые УЗО. В такой схеме отсутствует общее устройство защитного отключения. Это упрощенная версия предыдущей схемы, когда используются только групповые УЗО. Фазный и нулевой проводники от счетчика электроэнергии подключаются к защитным устройствам отдельных линий и общей шине нейтрали. При этом ток срабатывания АВ подбирается под конкретного потребителя или отдельную цепь. Например, для освещения он может составлять 16 А, для розеток на кухне – 32 А. Ток групповых срабатываний УЗО может составлять от 10 до 50 мА. Преимущества такого подключения в том, что пользователь может сэкономить на покупке вводного УЗО, но при этом в схеме сохраняется принцип селективности. В то же время отсутствие «подстраховки» в виде общего устройства защиты повышает риск пожаров и травм.

Нетипичные схемы подключения УЗО

Существуют и другие варианты схем подключения УЗО, которые используются гораздо реже. Например, когда в однофазной сети применяется трехфазное устройство защитного отключения. Это не очень рациональное присоединение для сети 220 В, но иногда его используют. При первоначальном подключении фазу необходимо присоединить к тому фазному полюсу УЗО, на котором сработает кнопка «тест».

Еще более редкий случай – применение устройства защиты в двухфазной цепи. Шанс столкнуться с такой сетью у электрика сегодня минимальный, но в качестве факультатива будет не лишним знать, что в двухфазной цепи каждый полюс розетки является фазным и имеет потенциал относительно земли – 127 В. Схема подключения УЗО аналогична однофазной сети, но АВ устанавливается на каждую из двух приходящих фаз.

Каких правил следует придерживаться при выполнении присоединений

Если подключение УЗО доверено неопытному электрику, могут быть допущены ошибки, способные привести к серьезным последствиям. Чтобы выполнить правильное присоединение устройства защитного отключения, необходимо:

  • все работы проводить со снятием напряжения. Проверить отсутствие напряжения на токоведущих частях можно с помощью индикатора, мультиметра или контрольной лампы на 220 В;
  • маркировать подключенные провода. Это можно сделать, например, с помощью изоленты или термоусаживаемых трубок разных цветов;
  • использовать только заводские клеммники при выполнении подключений или наращивании проводов. ПУЭ запрещает применение скруток;
  • проверять надежность присоединения каждого провода к УЗО. Для этого нужно попытаться выдернуть проводник, прилагая небольшое усилие: электропровод должен оставаться на месте;
  • защитить глаза и открытые участки тела при первой подаче напряжения в цепь: если сборка была выполнена с ошибками, в щитке может случиться к/з или возгорание.

Чего делать нельзя

При выполнении сборки электрической цепи с устройством защитного отключения недопустимо:

  • менять местами нули на выходе УЗО, если в схеме предусмотрено 2 и более таких устройств;
  • подключать к прибору защиты нагрузку, нулевой провод которой соединен с защитным проводником PE. Возможны ложные срабатывания;
  • параллельно подключать нули от разных устройств защитного отключения;
  • присоединять ноль нагрузки к нулевому проводнику до УЗО;
  • присоединять фазу потребителя от одного прибора защиты от утечек, а ноль – от другого.

По всем вопросам, связанным с покупкой устройств автоматического отключения, обращайтесь к нашим менеджерам по телефону или в онлайн-чате.

Чтобы током не убило. Всё про УЗО

Попробуем снова объять необъятное одним постом? На этот раз рассказ будет про УЗО.

У этого поста есть видеоверсия, для тех, кто любит слушать и смотреть:

Сейчас, в 21 веке, электричество есть практически в каждом доме. И почти каждый гражданин знает, что электричество может убить. Новость о том, что где-то кого-то убило током для нас уже обыденная, и в СМИ об этом пишут только если случай особенный — или убило известную личность, или раздолбайство совсем уж вопиющее. Но в конце XIX — начале XX века каждая смерть от удара током была в центре внимания: электричество было в диковинку. Вот немного заметок, которые попались мне на глаза:

Тысячи разобранных случаев, когда кто-то был убит электричеством, позволили инженерам выяснить некоторые закономерности и предпринять меры. А именно:

Выяснилось, что случаев смерти, когда человек умер от общения с напряжениями менее 50В почти нет. Низкое напряжение (с кучей оговорок) вполне себе безопасно. Кто лизал крону в детстве для определения заряда?) Использование низкого напряжения (12В, 24В, 36В и т.д.) хоть и дает практически полную безопасность, например в бассейне, для повсеместного использования не подходит. Если бы мы жили в альтернативной вселенной, где в домах вместо 230В всего 12В, то чайник бы кушал не 16А тока, а почти 300А, и подключался бы в розетку толстенным кабелем. А все потому что при снижении напряжения придется повышать ток, чтобы мощность прибора оставалась прежней. А большой ток требует толстых кабелей.

Второе важное наблюдение. Ток течет в замкнутой цепи, если Земля часть этой цепи — то человек всегда в опасности. А вот если человека подключить к разным цепям, изолированным друг от друга, например если коснуться одной рукой одного изолированного от земли генератора, а второй — другого изолированного генератора — то ничего не произойдет. Цепь не замкнута — ток не течет. Так появилась гальваническая развязка и развязывающие трансформаторы. Я не настолько стар, чтобы видеть это живьём, но встречал упоминания, о том что в домах устанавливали развязывающий трансформатор с розеткой в санузле, с подписью «для электробритвы». Электробритвой на 220В включенной в эту розетку можно было безопасно пользоваться, касание до проводника под напряжением, даже стоя в заземленной ванной, не могло убить. Правда маленький трансформатор мог потянуть только несколько десятков ватт мощности нагрузки, включение в такую розетку фена или обогревателя просто бы его сожгло. Поэтому в быту способ не прижился, у вас же нет отдельной комнаты под трансформатор гальванической развязки?)

Ну и наконец, усреднив индивидуальные особенности, составили вот такой график зависимости силы тока, времени воздействия и последствий для человека. Да простят меня авторы, я его немного упростил для понимания:

UPD: картинка исправлена

Оказалось, что убивает не напряжение само по себе, а протекающий через тело ток. При токах менее 0,5 мА (светло-зеленая область) человек ничего не чувствует. При токах 0,5-20 мА (темно-зеленая область) ток уже неприятно щиплет, кусает. При токах 20-100 мА (желтая область) уже конкретно трясет, сводит мышцы (руку не отдернешь) и причиняет боль. При токах более 100 мА уже некоторые могут умереть. Из графика можно понять откуда взялась величина 30 мА (зеленая линия) — при токах меньше человек вряд ли умрет и может сам принять меры, если чувствует, что его бьет током. А вот при токах больше — нужно срочно спасать, иначе помрет.

Защита все-таки нужна

Применение низкого напряжения или использование гальванической развязки не очень удобный способ защиты человека, поэтому применяются только в узких областях, там где иначе никак. А как же защитить человека от поражения электрическим током не сильно изменяя существующие электросети? Идея проста и гениальна — нужно анализировать дифференциальный ток.

Дифференциальный ток — это разница в токах меж двух проводников, например меж фазным, уходящим в нагрузку и нулевым, возвращающимся из нагрузки. Появление ощутимого дифференциального тока в цепи чаще всего ненормально, и лучше отключить цепь, вдруг ток утекает в землю через человека? Это как сравнивать расход теплоносителя в батарею и из батареи отопления. Если в батарею уходит 100 л/мин и возвращается 100 л/мин то система герметична. Если в батарею подается 100 л/мин, а возвращается по какой то причине только 98 л/мин, то 2 литра куда-то вытекает!

В идеальном мире, нам достаточно поставить устройство, контролирующее сам факт появления дифференциального тока. Если все в порядке — то дифференциального тока нет. Если же ток появился — отключаем нагрузку. Но в реальном мире, к сожалению, дифференциальный ток (ток утечки) появляется в устройствах даже если все исправно, поэтому придется пойти на компромисс и выбрать некоторую пороговую величину дифференциального тока, превышение которой будет вызывать отключение.

Поставим себя на место инженеров начала 20 века и попробуем изобрести устройство обнаружения дифференциального тока. Нам нужно обнаружить появление утечки величиной 30 мА, поскольку при меньших утечках, даже если она проходит через человека, особой опасности для жизни нет.

Первая конструкция — два одинаковых электромагнита, друг напротив друга, занимаются перетягиванием якоря. Протекающий в нагрузку и из нагрузки ток, протекая через обмотки, создает магнитное поле, тем сильнее, чем больше ток. Если в цепи нет утечек, то токи через электромагниты равны, магнитное поле они развивают одинаковое и якорь стоит на месте. Если в цепи у нас есть утечка, то ток через один из электромагнитов будет меньше (ток нагрузки — ток утечки), чем через второй (ток нагрузки), якорь перетянется и разомкнет контакты.

Теоретически схема рабочая, но чересчур капризная — требовала очень точного изготовления электромагнитов и тонкой настройки механики. Поэтому инженеры стали думать, как избавиться от лишней механики. Так пришли к современной схеме с трансформатором:

На замкнутом магнитопроводе делают две обмотки, включенные в противофазе, и третью обмотку для привода соленоида. Если токи через первую и вторую обмотку равны, то равны и магнитные поля, и так как они направленны навстречу друг другу, то и суммарный магнитный поток через третью обмотку будет равен нулю. Если же есть утечка, токи становятся неравны, и через третью обмотку начнет циркулировать магнитное поле пропорциональное этой разнице. А где есть переменное магнитное поле — там есть индукция и возбуждается ток. Если его достаточно для срабатывания соленоида — то якорь высвободит защелку и отключит цепь.

Гениальное в своей простоте и надежности устройство. Правда дешевым оно не получилось — механика все-равно оказалась нежной и капризной, шутка ли — обнаружить 30 мА разницу при номинальном токе 16А, это все равно, что расслышать писк мыши на фоне грохота поезда. Вот так выглядит УЗО электромеханическое:

Затем сделали модернизацию — выкинули нежную, дорогую и габаритную механику и поставили электронный усилитель, ток с обмотки дифференциального трансформатора усиливается специальной микросхемой, и уже она подает напряжение на соленоид размыкания. Такие УЗО получились компактнее и значительно дешевле.

А теперь внимание, важный момент, что будет при коротком замыкании в нагрузке? Ничего! Так как условия для срабатывания нет — разницы токов на входе в УЗО и на выходе из УЗО нет. Провода накалятся до красна, изоляция стечет на пол, а УЗО не отключится, поскольку не имеет защиты от сверхтока. Поэтому УЗО без встроенной защиты от сверхтока ВСЕГДА применяется в паре с автоматическим выключателем или с плавким предохранителем. Путем скрещивания УЗО и автоматических выключателей производители вывели гибрид — АВДТ (автоматический выключатель дифференциального тока), который чаще на жаргоне называют диффавтоматом, такое устройство самодостаточно и наличия дополнительного автоматического выключателя не требует.

Изобретенное УЗО отлично работало, если бы не распространение полупроводниковых устройств. Очень многие устройства стали преобразовывать внутри себя напряжение и род тока — делать из переменного тока постоянный, потом снова переменный, иногда другой частоты или величины. Из-за этого стали возможны всяческие неприятные особенности, например если в устройстве на корпус замкнет одну из линий с постоянным током, то ток утечки будет пульсирующим — в землю будут уходить только положительные полуволны тока. Обычное УЗО в таких случаях может не сработать. Для таких случаев разработали специальные УЗО рассчитанные срабатывать не только при синусоидальной форме тока утечки, но и при постоянном пульсирующем токе утечки и назвали их тип А. А старые УЗО, срабатывающие только на переменный ток, назвали тип АС. А для совсем уж неприятных случаев (например пробой цепей после силовых ключей в преобразователях с высокими частотами преобразования) придумали тип В. Наиболее наглядно разницу меж типов УЗО демонстрирует вот эта картинка из немецкой википедии:

Для обеспечения селективности, при последовательном соединении УЗО, создали специальные селективные варианты, часто с обозначением S или G в названии. Они имеют встроенную задержку на несколько десятков-сотен миллисекунд. Так, если на вводе в дом стоит селективное УЗО, а на этажном щитке неселективное, то при замыкании напряжения на корпус стиральной машины, сначала сработает неселективное УЗО на этаже, пока селективное дает задержку. Если по окончании задержки дифференциальный ток не исчез — сработает селективное УЗО. Про селективность я писал в посте про предохранители (ССЫЛКА). Селективность не зависит от номинального порогового дифференциального тока, то есть при пробое на корпус сработают сразу и УЗО на 30 мА и УЗО на 100 мА, поэтому и пришлось возиться с задержкой.

А теперь, когда стало понятно КАК работает УЗО самое время сказать про заземление, будет ли работать УЗО, если в розетках нет заземляющего контакта? Будет! С той лишь разницей, что если у стиральной машинки будет пробой на корпус в сети с заземлением — УЗО отключится сразу, так как дифференциальный ток будет огромным (уйдет с корпуса в заземляющий проводник). А вот если в сети нет заземления, стиральная машинка будет, как партизан в кустах, стоять с напряжением 230В на корпусе, и УЗО отключится только когда ток будет протекать через человека. То есть наличие заземления повышает безопасность, но не является обязательным условием для функционирования УЗО.

Возвращаемся в реальный мир. Почему могут быть ложные срабатывания

Одна из причин непринятия УЗО электриками старой закалки, являются ложные срабатывания. И ложные срабатывания (при условии, что устройство исправно) могут быть только по одной причине — есть утечка, и она ощутима. А вот причины появления утечек разнообразные:

  1. Изоляция может быть нарушена. Если кабель старый, открытый солнцу, то в изоляции могут появиться трещины. Чуть намочим — и имеем непредсказуемую величину утечки.
  2. Штатная утечка в оборудовании. Даже в исправном оборудовании есть некоторая величина утечки, причем при переменном токе не нужен непосредственный контакт, достаточно просто, что один из проводников делал длинную петлю вдоль корпуса. Образовавшейся емкостной связи достаточно для протекания небольшого тока. Специальным прибором можно измерить величину фактической утечки в линии со всеми подключенными устройствами. Если прямое измерение не доступно — можно воспользоваться эмпирическим правилом (7.1.83 ПУЭ) — считать что на каждый 1 А потребления тока прибором будет 0,4 мА утечки, а также 10 мкА утечки на каждый метр длины фазного проводника. (Цифры сииильно усредненные, как средняя температура по больнице, но хоть что-то). Желательно, чтобы сумма всех утечек в цепи при штатной работе не превышала 1/3 номинальной величины отключающего дифференциального тока. Ну и как вишенка на торте — если на УЗО написано, что отключающий дифференциальный ток 30 мА, это значит что при 30 мА оно точно отключится. А точно не будет отключаться при половине этого тока — 15 мА. А вот при дифференциальном токе меж этих значений — как повезет. Если у вас стоит УЗО на 30 мА, и в розетки воткнута куча устройств, что суммарные утечки при нормальной эксплуатации составляют 20 мА, то создается ситуация, когда УЗО может самопроизвольно отключиться без видимых причин.
  3. Ошибка монтажа, и где-то (например в одном из подрозетников) присутствует соединение рабочего нейтрального проводника N и заземляющего PE, или они перепутаны.

Противопожарные УЗО? Они все противопожарные!

Если открыть каталог производителей, можно заметить, что УЗО выпускаются на разные дифференциальные токи. Если с причиной выбора тока в 30 мА все понятно, с 10 мА тоже в принципе можно догадаться (еще более чувствительные устройства для более чуткой защиты), то зачем нужны устройства с током 100 мА и даже 300 мА? Человек же при таких токах умрет!

Такие УЗО часто называют «противопожарными», так как в силу большого дифференциального тока защиту человека от поражения электрическим током они обеспечивают слабо, а вот функцию защиты при повреждении изоляции все еще выполняют. Если изоляция будет нарушена и при контакте с другим проводником загорится электрическая дуга, то начнется обугливание изоляции и выделение тепла, что может поджечь горючие материалы вокруг. Если вам «повезет», и ток в дуге будет небольшим, то автоматический выключатель не сработает. А вот выделение тепла и температура могут быть достаточными для пожара. Конечно, потом огонь нарушит изоляцию, произойдет короткое замыкание и автоматический выключатель сработает, только огонь это уже не погасит.

Да будет срач!

Отдельная дисциплина споров — какое УЗО лучше, электромеханическое или электронное. В электромеханическом УЗО для отключения используется энергия дифференциального тока, поэтому оно может сработать при обрыве нулевого проводника, да и в целом не содержит нежной электроники, но содержит нежную механику. Электронное УЗО требует питания для работы электронного усилителя, поэтому при обрыве нуля работать перестает, часто не отключая цепь. У каждой конфигурации есть свои достоинства и недостатки. А для защиты от обрыва нуля я настоятельно рекомендую ставить реле контроля напряжения.

Но так как большинство читателей ждет от меня конкретного ответа — скажу, что это не важно. Есть требования стандартов, есть требуемые характеристики, и конкурентная цена в конце концов. Поэтому производитель дает ровно то, что от него требуют, а вот как получено желаемое — не так важно. А если производитель рукожоп, то отсутствие электроники автоматически не означает, что изделие выйдет годным. Кроме того, УЗО типа B без добавления электроники изготовить не получилось ни у одного производителя.

Для контроля исправности УЗО на передней панели есть кнопочка «тест», которая замыкая резистором цепь, имитирует появление дифференциального тока. Если УЗО при нажатии на кнопку тест отключилось — то оно исправно. Проверку исправности УЗО производители рекомендуют производить ежемесячно (какие оптимисты!), ну или я реалистично говорю о тесте раз в пол года.

Когда нельзя никому доверять

Производители некоторых устройств не могут полагаться, что покупатель адекватен и в его электрощите есть защита, поэтому добавляют свою.

В виде персонального УЗО для устройства в вилке или в виде коробочки на шнуре. Если покупатель подключит бойлер пластиковыми трубами, корпус не заземлит, то при потере герметичности ТЭНа электричество по воде в трубах и пойдет через человека в заземленную ванну. Такое УЗО защищает конкретно одно устройство, и в некоторых странах существуют нормативы, обязывающие добавлять УЗО на некоторые типы устройств. Как вы можете заметить, устройство также содержит кнопочку «тест» для проверки работоспособности защиты.

УЗО или диффавтомат? (ВДТ или АВДТ?)

Производители, с заботой о нас объединили в одном корпусе два устройства — УЗО для защиты от поражения электрическим током и автоматический выключатель для защиты от сверхтока, назвав это АВДТ — Автоматический Выключатель Дифференциального Тока. Продавцы скорее отреагируют на жаргонное название «диффавтомат». Достоинств у такого гибрида не так много — оно компактное, и оно интуитивно понятное (один рычажок, а не два). А вот недостатки есть:

  1. Оно лишает гибкости проектировщиков, например поставить одно УЗО и несколько автоматов или наоборот, несколько УЗО и один автомат.
  2. Оно усложняет поиск неисправности, так как обычно отсутствует индикация и сложно понять, почему оно отключилось (варианты: сработал тепловой расцепитель, электромагнитный расцепитель или электромагнит от дифференциального тока)
  3. Запихивание нескольких устройств в компактный корпус всегда заставляет разработчиков идти на компромиссы.

На мой личный взгляд применение АВДТ оправдано только при апгрейде электрощитка, когда места внутри нет, а дифф. защиту хочется. Тогда можно вынуть автоматические выключатели шириной один модуль и воткнуть АВДТ шириной один модуль, и перекоммутировать провода. Щиток в таком случае расширять не придется. В остальных случаях, по моему мнению, предпочтительнее комбинация УЗО+автоматический выключатель.

Я умер. Почему УЗО не спасло?

УЗО не панацея, но лучше пока ничего не придумали. Если взяться одной рукой за фазный проводник, а второй рукой за нулевой, то для электросети вы будете лишь очередным нагревателем, дифференциальный ток не появится и УЗО не сработает. Также если сунуть палец в патрон лампы — ток потечет через палец, но утечки в землю не будет, УЗО не отключится. Поэтому даже наличие такой защиты не означает, что можно терять бдительность и осторожность. Опытный электрик даже жену не берет одновременно за две груди 🙂

Резюме

  1. УЗО служит для защиты человека от поражения электрическим током, и отключится при опасных для жизни значениях тока утечки. При небольших, но неопасных токах вас будет щипать электричеством.
  2. УЗО работает вне зависимости от наличия заземления, с той лишь разницей, что без заземления, при пробое на корпус УЗО отключится только когда ток с корпуса сможет утечь в землю через вас.
  3. УЗО не панацея, и можно убиться, взяв в руки провода фазы и ноля. Но вариантов защиты лучше УЗО все равно не придумали.
  4. Электромеханическое или электронное УЗО — не важно. А вот регулярно проверять исправность нажатием кнопки «тест» важно. Использовать реле контроля напряжения тоже очень желательно.
  5. В реальном мире у исправной электропроводки и устройств есть ток утечки, который может вызвать ложное срабатывание УЗО. Если УЗО срабатывает без видимых причин — разбирайтесь с токами утечки.

Расширить и углубить

Если изложенной в посте информации вам мало (мое уважение!), то вот что стоит почитать:

В.К. Монаков УЗО. Теория и практика Москва, Издательство «Энергосервис», 2007 г.

Книжка шикарная в своей полноте и довольно простом языке изложения. Автор — директор компании АСТРО-УЗО (uzo.ru) — отечественного разработчика и производителя УЗО.

Выжимка нормативных документов имеющих отношение к УЗО. Там же есть еще один документ заслуживающий внимания (http://www.uzo.ru/books/uzo.pdf)

ЖЖ Юрия Харечко, специалиста, автора книг, знатока стандартов. Как человек — весьма неприятный, но в техническом плане мне упрекнуть его не в чем. Если хочется разобраться в хитросплетениях и взаимопротиворечиях стандартов — к нему. И наверняка он увидев мой пост скажет, что я дилетант и не компетентен, поскольку термин УЗО отсутствует в стандартах, и устройство правильно называть.

P.S. Оказывается за время моего отсутствия на хабрахабре и покорения пикабу изменились правила, относительно репостов. Прибыл по приглашению @SLY_G. Если читателям хабрахабра нравится мой контент на околотехническую тематику (все-таки он больше подходил гиктаймс), то я готов приносить сюда некоторые другие мои посты, заслуживающие внимания) Например про предохранители и автоматические выключатели, да и в целом про технику.

  • Научно-популярное
  • Электроника для начинающих

Схема подключения УЗО

Нарушение целостности проводки, конструктивных элементов электросети приводит к утечке тока. Повышается вероятность возгорания, повреждения бытовых и промышленных приборов, поражения электричеством. Устройство защитного отключения (УЗО) автоматически проверяет наличие дифференциального тока величины, обесточивает всю сеть или отдельные линии при наличии проблем в эксплуатации. В отличие от обычного автомата это устройство реагирует на небольшие значения тока утечки.

Принцип действия и сферы применения

  • жилые, общественные, производственные здания;
  • однофазные или трехфазные сети 220В и 380В;
  • обязательно наличие в системах заземления TN-C-S или TN-S;
  • в сетях для обеспечения быстрого отключения в течение 0,1-0,2 сек;
  • совместно с автоматами выключения при высокой токовой нагрузке.

Устройство нельзя интегрировать в схемы, не допускающие перерыва в электроснабжении. В таких случаях применяются другие методы защиты людей от поражения электрическим током.

УЗО или дифференциальный автомат?

Устройство защитного отключения не имеет защиты от сверхтока. Поэтому при появлении короткого замыкания возникает вероятность его повреждения – выгорание контактов, выход из строя дифференциального трансформатора. Для этого в схеме устанавливают один или несколько автоматов. В них отключение тока происходит за счет срабатывания расцепителя – теплового или электромагнитного.

Автоматы работают в двух режимах – перегрузки или короткого замыкания, когда значения тока значительно превышают номинальное. При перегрузке это происходит относительно медленно, поэтому используются биметаллические пластины теплового действия. Во время короткого замыкания ток возрастает быстро, поэтому в конструкции предусмотрен соленоид с движущимся сердечником.

Преимущества и особенности УЗО:

  • Защита людей от поражения электрическим током.
  • Возможность выбора модели по параметрам монтажа, напряжения питания, механизма отключения и времени его срабатывания, по току применения.
  • Ремонтопригодность.
  • Стоимость не сильно повлияет на бюджет создания электросети.
  • Интегрирование в готовую схему электропроводки без значительных изменений.

Дифференциальный автомат совмещает функции УЗО и обычного автомата. Все компоненты расположены в одном корпусе. Но при проектировании сложных разветвленных электросетей их применение нецелесообразно, так как к одному устройству защитного отключения можно подключить сразу несколько автоматов.

Защита оборудования для однофазной сети

В однофазной сети ток протекает по двум проводникам – фазном (L) и нулевом (N). Напряжение составляет 220В, частота – 50 Гц. Такие электросети устанавливают в квартирах, частных домах, общественных зданиях. Суммарная мощность пикового потребления не должна превышать 10 кВт.

Для установки УЗО нужен третий проводник – заземление (PE). Его функцией является защита от воздействия тока методом снижения напряжения прикосновения. Подключение устройства защитного отключения осуществляется только при наличии заземляющей линии в схеме.

Общее УЗО для однофазной сети

Для создания стандартной схемы защиты дома можно использовать одно устройство защитного отключения, двухполюсный автомат. Система подключается к блоку автоматов, каждый из которых обслуживает отдельные линии электросети.

Общее УЗО для однофазной сети.

  • Подключение двухполюсного автомата к фазе, нулю и заземлению.
  • Коммутация устройства с УЗО.
  • От устройства происходит распределение тока по отдельным линиям.

Преимущества: возможность самостоятельной установки, экономия места в распределительном электрощите.

Недостаток схемы – сложно определить место возникновения дифференциального тока величины.

Общее УЗО со счетчиком

Правильное подключение УЗО к сети частного дома, квартиры включает в себя установку прибора учета электроэнергии – счетчика. Автомат находится перед счетчиком, за ним следует устройство защитного отключения. Это позволяет защитить не только людей, бытовые приборы, но и прибор учета.

Общее УЗО со счетчиком.

  • Фаза и ноль от двухполюсного автомата подсоединяются к счетчику.
  • От прибора учета силовые линии направляются к защитному устройству.
  • От УЗО провода распределяются по основным автоматам сети.

Для подключения или переноса счетчика нужно предварительное согласование – сделать проект электроснабжения, электромонтажные работы, сдать электроустановку в эксплуатацию.

Общее УЗО с групповыми устройствами защитного отключения

Для выявления источника разности токов УЗО интегрируют в каждый контур совместно с автоматами. Преимущество этой схемы – двойная защита, так как остается основное устройство защиты, работающее с двухполюсным автоматом. Недостаток – сложность выбора режима работы схемы.

Общее УЗО с групповыми устройствами защитного отключения.

  • Соблюдение селективности. Токовые характеристики и время срабатывания основного и вспомогательных УЗО должны отличаться. Иначе будет одновременное срабатывание устройств.
  • Электрощит должен вместить все элементы схемы.
  • Увеличение расходов на организацию электроснабжения.

В этой схеме можно определить линию, в которой произошла внештатная ситуация. Если подобраны приборы с правильными расчетными характеристиками, при перепаде напряжения произойдет отключение одной электролинии.

Групповые УЗО в однофазной сети

Для экономии средств можно исключить общее устройство защиты из схемы. Вместо него происходит установка двухполюсного автомата, который подключается к электросчетчику. Затем идет распределение электрических линий по группам (УЗО и автомат) для каждого контура электроснабжения.

Групповые УЗО в однофазной сети.

  • обеспечение защиты в совокупности с небольшими материальными затратами;
  • снижение трудоемкости;
  • можно определить источник утечки.

Характеристики устройств рассчитываются исходя из нагрузки каждой линии электросети. При неправильном выборе возможно ложное или несвоевременное срабатывание защиты.

Защита в трехфазной сети

Для распределения нагрузки в системах, где общее потребление электроэнергии превышает 10 кВт, используют трехфазные сети. В них имеется три фазных провода, в каждом фаза переменного тока сдвинута на 120° относительно соседнего. Возврат тока происходит по одному нулевому проводу.

Для подобной сети применяют специальные устройства защиты, рассчитанные для подключения к трехфазной сети. Их коммутация с отдельными элементами сложнее, чем подключение для однофазной сети. Но так можно обеспечить стабильную работу электросети с большими нагрузками на отдельных линиях.

Общее устройство защиты и групповые УЗО

Для организации схемы нужна трехфазная модель и однофазные для установки в каждую линию электроснабжения. Монтируется центральный автомат на четыре полюса, для отдельных сетей используются однополюсные. Особенность перегрузки или короткого замыкания в трехфазной сети – резкий нагрев и вероятность возгорания проводки.

Общее устройство защиты и групповые УЗО.

Рекомендации по организации электроснабжения:

  • использование кабеля, стойкого к воспламенению (ВВГнг, ППГнг(A)-HF, ППГнг(А)-FRHF);
  • для каждой фазы провод с индивидуальной цветовой маркировкой (черный, красный, серый);
  • монтаж нескольких УЗО и одного общего повышает уровень защиты от токов утечки.

Подобное подключение для трёхфазной сети применяется в частных домах с электрическим отоплением, в производственных и коммерческих зданиях.

Схема со счетчиком

Подключение счетчика происходит по стандартной схеме – он находится между главным автоматом и защитным прибором. Счетчик должен быть трехфазный. Подобная методика целесообразна, если один или несколько контуров рассчитаны на высокие показатели мощности потребления.

Схема со счетчиком.

В противном случае можно выбрать один из вариантов – монтаж общего УЗО или для каждого контура. Это незначительно снизит степень защиты, но скажется на уменьшении расходов по организации электроснабжения.

Инструкция по подключению

Монтаж устройства защитного отключения выполняется только после расчетов его характеристик и разработки общей электрической схемы помещения. Возможна установка в центральный электрощит или в отдельный шкаф. Перед работой проверяется целостность модели, возможность размещения всех предохранительных элементов.

  1. Отключение электроэнергии, проверка мультиметром, индикаторной отверткой.
  2. Установка DIN-рейки. Она будет фиксировать все элементы защитной системы.
  3. Монтаж делается сразу после счетчика, но перед основным входным автоматом. Это нужно для защиты от короткого замыкания.
  4. Подключение входящих проводов (фаза, ноль) осуществляется к верхним контактам. Обозначения – L (фаза), N (ноль). В такой же последовательности присоединяются выходы. Обязательно соблюдение полярности.
  5. Монтажные винты закручиваются до упора.
  6. Проверяется работоспособность. На панели прибора есть кнопка, нажатие которой имитирует ток утечки. Если после его нажатия сработал выключатель – все работает нормально.

Еще один способ проверки – с помощью лампы накаливания. Провода фазы и ноля подсоединяют к цоколю, происходит утечка тока.

Ошибки подключения

Во время составления схемы или монтажа могут появиться ошибки, влекущие за собой неправильное функционирование системы или ее полную неработоспособность. Их можно избежать до окончательного запуска, когда большая часть проводов будет скрыта, а устройства установлены.

Частые ошибки подключения:

  • Значение номинального тока. Он должен быть равен или выше, чем у входного автомата.
  • Несоблюдение полярности. Неправильно подключены входные и выходные ноль и фаза.
  • Неправильное группирование каждой электросети. Ноль подключается к другой линии или является общим контуром для всех. Приводит к ложному срабатыванию защиты.
  • Монтаж розеток. При соединении нулевого и соединяющего провода в них будет происходить ложное срабатывание УЗО при возникновении нагрузки.
  • Лишние перемычки, объединение нулевых проводов между двумя устройствами.

Для проверки правильности работы нужно использовать кнопку «Тест», а также имитацию появления тока утечки. Это делается до окончательного монтажа системы, чтобы исправить возможные ошибки.

Правила безопасности

Если монтаж осуществляется самостоятельно, нужно изучить правила проведения работ. Главное – отключить электричество и проверить его отсутствие в сети. Если в распределительном щите есть центральный выключатель, на время проведения работ желательно отсоединить от него контактные клеммы. Это защитит от случайного включения тока другими лицами.

Основные правила безопасности:

  • Нельзя использовать провода с одинаковой цветовой маркировкой для разных линий – ноль, фаза, заземление.
  • Правило для системы TN-C-S – нулевой и защитный провод не могут подключаться в общий контакт.
  • В электрических цепях, которые обслуживают «мокрые» помещения (санузел, кухня, баня) максимальное значение срабатывания – 30 mA.
  • Медные и алюминиевые провода не соединяются друг с другом.
  • Для соединения отдельных проводов использовать скрутку, скрутку с пайкой, клеммники (под болт или быстрозажимные). Последние должны выдерживать максимальную нагрузку сети.

В технических характеристиках каждой модели указывают значения минимальной и максимальной температуры окружающей среды. При критическом показателе устройство может не сработать или выйти из строя.

Производители УЗО

Производством качественных устройств защитного отключения занимается немного компаний. Остальные копируют их изделия, не уделяя внимание выбору материалов и соблюдению технологии изготовления. Поэтому при выборе УЗО нужно обращать внимание на его технические характеристики и производителя.

Legrand

Компания Legrand специализируется на изготовлении электротехнической и электронной продукции. Первые образцы появлялись еще в 1980 году, когда изготовитель выиграл тендер на установку защитной автоматики в гостинице «Космос». Представительство в СНГ открыто в 1993 году.

УЗО от компании Legrand.

Особенности УЗО от компании Legrand:

  • Принцип действия электромеханический, сохраняет работоспособность даже при обрыве нейтрали.
  • Значение номинального тока – 25, 40 и 63 А.
  • Есть теплоотвод для охлаждения корпуса.
  • Подключение может осуществляться селективным способом.
  • Максимальное сечение подключаемых проводников – до 35.

Маркировка на лицевой части читается свободно, крупный шрифт. Есть отдельное место для нанесения дополнительных указателей или записей. На клеммных зажимах есть шторки, что минимизирует вероятность неверного подключения.

Moeller

Немецкая компания Eaton/Moeller занимается изготовлением защитного оборудования с 1926 года. В линейке изделий есть УЗО, автоматы, дифференциальные выключатели. Качество обеспечивается жестким контролем на всех этапах производства.

УЗО от компании Moeller.

Преимущества электрозащитного оборудования Moeller:

  • Значение отключающих токов – 30, 100, 300 и 500 mA.
  • Наличие индикатора включения/выключения.
  • Устойчивость к отрицательным температурам.
  • Условная устойчивость к короткому замыканию до 6 кА.

В некоторых моделях применены специальные типы срабатывания. Они предназначены для цепей с частотными преобразователями, рентгенов, с задержкой срабатывания. Предусмотрена возможность повторного автоматического включения. В ассортименте компании есть широкий выбор аксессуаров.

DLF

УЗО серии DLF выпускаются компанией ElectroTechProm в Республике Беларусь. Организация работает с 1995 года. Преимущество продукции – цена в сочетании с качеством. Компания выпускает большой ассортимент электротехнических товаров, аксессуаров и расходных материалов.

УЗО от компании DLF.

Особенности УЗО от производителя:

  • Пластик, используемый для изготовления корпуса и комплектующих, не поддерживает горение.
  • На контактных зажимах есть насечки. Они обеспечивают надежное соединение, предотвращают оплавление и перегрев.
  • Для комплектации электросети можно выбрать автоматы и дифференциальные автоматы этого производителя.
  • Возможно приобретение устройств защитного отключения для однофазной и трехфазной электросети.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *