Принцип работы узо в однофазной сети

Содержание

Как работает УЗО и что это такое

Все электрические сети должны иметь устройства защиты. Не каждый знает, что это за приборы, каким образом они работают. Данная статья поможет понять конструкцию и принцип работы УЗО, разобраться с маркировкой защитных приборов.

Что такое УЗО

Данную аббревиатуру расшифровывают как – устройство защитного отключения. Оно является главным компонентом предохраняющей автоматики в современных электросетях. Прибор отслеживает проходящие токи, а в случае обнаружения утечки – разрывает цепь.

Назначение

Устройства отключения выпускаются двух видов:

  1. Для защиты людей, животных от удара электротоком. Минимальное значение для отключение прибора – 10 мА и 30 мА. Последний является наиболее распространенным. Первый предназначен для помещений с высокой влажностью, его больше всего устанавливают в ванных комнатах. Одно УЗО в экономичных целях обычно обслуживает несколько потребителей. В случае отключения прибора утечку можно обнаружить методом поочередного включения электрических устройств.
  2. Для предотвращения пожаров. Приборы имеют более грубую отсечку: 100 мА, 300 мА или 500 мА. Такой номинал отключения не защищает людей от поражения, поскольку 50 мА уже опасен для здоровья. Почему же подобные устройства называют противопожарными? Оказывается, что при повреждении изоляции проводки или сетевой перегрузке возможно короткое замыкание, возгорание. При возникновении чувствительной утечки тока УЗО отключит электроснабжение во всем здании, чем предупредит короткое замыкание, и, как следствие, воспламенение. Противопожарное устройство устанавливается непосредственно сразу после электросчетчика.

Важно! В случае необходимости, для обеспечения стабильности некоторых приборов (например, холодильник, электрический котел, компьютер), нужно рассматривать вариант установления отдельного УЗО.

Принцип работы

Чтобы понять, каким образом защитная конструкция выполняет свои предохранительные функции, нужно разобраться в принципе работы УЗО и схеме подключения. Установлено, что ток из сети проходит по фазному проводнику сквозь нагрузку, а затем возвращается через нейтральный провод. На этой закономерности и формируется работа устройства.

Важно! Принцип функционирования УЗО строится на сравнении значений величин электротока на выходе и входе объекта, который состоит под защитой.

Если Iвх = Iвых, то прибор не отвечает. Как только Iвх > Iвых, защитная конструкция чувствует утечку и в результате реагирует.

Иными словами, проходящие по фазному и нейтральному проводу токи должны быть одинаковы (для однофазной сети). Когда сеть трехфазная, то значение в нейтрали равно сумме электротоков, протекающих в фазах. Неравенство электротоков свидетельствует об утечке, на что реагирует прибор.

Схема

В основе типичной схемы расположен трансформатор, который также называют дифференциальным. В нем находятся 3 обмотки:

  1. Две из них (первичная, вторичная) замыкаются на нуле и фазе. В этом случае полярность подключения не берется во внимание.
  2. Третью подключают к рабочему органу, состоящему из электрических устройств или реле. Исходя из последнего, все УЗО делят на электронные и электромеханические.

Пусковой орган непосредственно повязан с управляющим, состоящим из силовой группы (контактной) и привода. Также в УЗО присутствует тестовая кнопка. Она используется при тестировании аппарата на работоспособность.

Технические характеристики УЗО

Расшифровка главных параметров УЗО, к числу которых относятся:

  1. Тип защищаемой электрической проводки: однофазная или трехфазная. Данная характеристика определяет число полюсов (два, четыре).
  2. Значение номинального напряжения:
  • 220 – 240 В для 2-полюсных устройств;
  • 80 – 400 В для 4-полюсных.
  1. Токовая нагрузка (номинальная). Эта характеристика соответствует такой же у автоматических выключателей (в дальнейшем АВ), но имеет иное назначение.
  2. Номинальная величина отключающего электротока с типовыми значениями: 10, 30, 100, 300 мА.

Утвержденные обозначения дифференциального тока:

  1. АС – переменный ток синусоидальной формы. Допустимо его постепенное увеличение, резкое возникновение.
  2. А – к предшествующей характеристике (АС) прибавляется возможность наблюдать за утечкой выпрямленного электротока.
  3. S – маркировка на селективных устройствах, которые имеют большую (в отношении к другим) задержку срабатывания.
  4. G – идентичный предшествующему виду (S), но имеет меньшую задержку.

Важная информация! Величина параметра номинального электротока определяет допустимое значение последнего для УЗО. При его подборе нужно учесть такой момент: он должен быть на уровень выше в сравнении с АВ на этой линии.

Маркировка устройства

Определить технические параметры конструкции, заявленные изготовителем, можно по маркированию. На корпусе указывается:

  • торговая марка (название фирмы);
  • номинальное значение тока, допустимого для эксплуатации конструкции;
  • напряжение, частота;
  • величина утечки;
  • условный электроток короткого замыкания (этот параметр показывает ток, который может выдержать защитный прибор во время отключения);
  • схема подключения;
  • нормальная температура для эксплуатации УЗО;
  • знак (S), если он относится к виду селективных.

Полезная информация! Рекомендуется раз в месяц принципиально проверять правильность работы защитного прибора при помощи кнопки ТЕСТ.

Маркировка на УЗО разных производителей может немного отличаться: отдельные характеристики убираются или добавляются. Но такие важные параметры, как ток утечки и рабочий, присутствуют всегда.

Варианты подключений

В однофазной сети электроток проходит по 2 проводникам: нулевом (N) и фазном (L). Величина напряжения – 220 В, частота составляет 50 Гц. Подобные сети устанавливают в частных домах, квартирах, общественных зданиях. Общая мощность потребления не может превышать 12 кВт.

Варианты подсоединения УЗО в случае однофазной сети:

  1. Общее защитное устройство для однофазной сети. Используется двухполюсный автомат. Система подсоединяется к блоку автоматов, которые обслуживают отдельные линии сети.

  1. Общее устройство защиты со счетчиком. Автомат располагают перед счетчиком, после него – УЗО. Таким образом защищаются люди, бытовые электроприборы, устройство учета.

  1. Общее УЗО с группой устройств защитного отключения. Для поиска источника разности токов устройство ставится в каждый контур вместе с автоматами.

  1. Групповое устройство защитного отключения. С целью экономии общее устройство защиты исключается из схемы. Взамен устанавливается двухполюсный автомат (с подключением к счетчику). Затем линии распределяются по группам (автомат и УЗО) для отдельного контура электроснабжения.

В системах с общим употреблением электроэнергии больше 10 кВт применяются трехфазные сети. В них присутствует 3 провода, в каждом из которых фаза переменного электротока сдвинута на 120 ° по отношению к соседнему. Возврат происходит по нулевому проводу.

Способы подсоединения УЗО в случае трехфазной сети:

  1. Общее УЗО вместе с групповыми защитными устройствами. Монтируется автомат в центре на 4 полюса, для отдельных сетей применяются однополюсные.

  1. Схема со счетчиком. Подключение прибора учета происходит стандартно – он располагается между защитным устройством и главным автоматом.

Практика показывает: установка УЗО снижает риски возникновения серьезных проблем в случае пробивки изоляции на проводах. Нередко это спасает здоровье и в тяжелых случаях – жизнь человека.

Как подключить УЗО к однофазной сети и правила его работы

Отсутствие средств защиты от поражения электрического тока приводит к трагическим последствиям. Средства УЗО способны предотвратить утечку тока, а также отключить электрическую цепь в случае превышения номинального значения тока, воспламенения или задымления. Нормальная работа УЗО возможна только при грамотном подключении. Если такое устройство будет подключено неправильно, то никакой защиты не гарантируется.

Защищенные однофазные цепи с заземлением и без

Цепь, имеющая заземление считается безопасной. Сегодня все электрический цепи оснащаются специальными автоматами, которые срабатывают в результате нарушения нормальной работы сети. УЗО реагирует на изменение силы тока утечки от одного звена к другому.

Если после прохождения через устройство показатель тока будет выше или ниже УЗО срабатывает и отключает подачу тока на последующее звено.

Подключение УЗО к однофазной сети производится после непосредственного отключения сети. Подключение однофазного УЗО предусматривает, что устройство не защищенно от перегрузки. Поэтому к создаваемой схеме нужно обязательно подключить автоматический выключатель.

УЗО может подключаться с заземлением и без него. В случае возникновения пробоев, ток, попадающий на корпус устройства, уменьшается благодаря сопротивлению обмотки.

В этом случае, при возникновении разницы, поступление тока через УЗО прекращается. Поэтому такое устройства целесообразно устанавливать перед автоматами, которые подключаются к приборам.

Преимущества использования УЗО:

  • Высокая безопасность электрической сети;
  • Исключена возможность поражения человека электрическим током;
  • Повышается срок эксплуатации оборудования;
  • Защита от перегрузок;
  • Высокая скорость срабатывания;
  • Большой срок эксплуатации.

В большинстве жилых домов местное заземление отсутствует. Это приводит к увеличению рисков утечки тока. В свою очередь человек может случайным образом дотронутся до поврежденного участка цепи. Переменный ток, проходя через человеческий организм, оказывает поражающее действие на ткани и клетки организма.

Принцип работы

УЗО – устройство защитного отключения, срабатывающее в результате возникновения тока утечки. Защита срабатывает после попадания тока на землю или провод заземлителя.

Устройство мгновенно отключает потребителей от источников питания. Порог срабатывания задается настройками, которые определяют минимальный порог (номинал), после которого устройство будет срабатывать.

УЗО однофазное работает по такому же принципу, как и в случае подключения к трехфазным сетям. В случае с тремя фазами, провод заземления уменьшает время срабатывания УЗО. Схема включения УЗО в однофазной сети исключает наличие обязательного заземляющего провода.

Каждая схема подключения УЗО создается исходя из расчета общего количества потребителей. Чем больше потребителей, тем выше размер значения максимального тока. Работа УЗО в однофазной сети определяется разницей входного и выходного тока.

При возникновении разницы устройство срабатывает, и отключает цепь от источника питания. Если возникающий ток будет выше заданной величины максимального порога УЗО, то он сразу же выйдет из строя.

Поэтому такие устройства подбираются строго под определенный размер максимального тока.

Своевременное отключение электрической сети от источника тока позволяет избежать:

  • летальных исходов;
  • перегревов;
  • возгораний;
  • повреждений нормальной работы оборудования.

Устройство УЗО состоит из контактной группы и пружины, которая при достижении заданного номинального значения размыкает цепь. Часто УЗО путают с дифавтоматом.

Читайте также:  Фаза на нулевом проводе

Основное отличие этих устройств состоит в том, что перед УЗО обязательно должен быть установлен автоматический выключатель.

Подключение УЗО к однофазным сетям

Принцип работы УЗО в однофазной сети основывается на подключении фазы и ноль, а заземляющий провод присоединяется к корпусу устройства. Схема подключения УЗО в однофазной сети обязательно предусматривает наличие автомата, который подбирается исходя из расчёта максимальной ёмкости.

Устройства защитного подключения могут подключаться к однофазным сетям, в которых не предусмотрено участковое заземление. В этом случае УЗО подключается на фазную и нулевую клемму, а клемма заземлителя отсутствует. Заземляющие проводники используются только в постройках нового типа.

Единственное различие между УЗО с заземлителем, заключается в времени срабатывая. За счет установленного заземлителя сети время срабатывания увеличивается. Соответственно такие цепи считаются более безопасными.

Отсутствие заземления в однофазных сетях приводит к тому, что УЗО будет срабатывать только в случае прикосновения к корпусу устройства. Но и этот факт обеспечивает надежную безопасность для того, чтобы человек не получил смертельный удар током.

Особенности схемы подключения

Рассмотрим основной принцип построения однофазной сети с использованием УЗО. Подключать такое устройство необходимо строго после автоматического выключателя. Так как устройство защитного отключения считывает разницу поступающего и выходящего тока на потребителях, то в случае неполадок сработает автоматический выключатель.

Если произвести установку обратным способом, то поступление тока не будет прекращаться. После включения УЗО, система стает полностью надежной и безопасной.

Отключающее устройство срабатывает практически мгновенно, после чего поступление тока прекращается. УЗО однофазное ABB устанавливать должен специалист.

Чтобы устройство всегда срабатывало, необходимо перед установкой произвести предварительный расчёт максимального номинального тока. Это действие показывает максимально-допустимую нагрузку, которую может выдерживать создаваемая цепь.

Превышение заданного номинального значения приводит к тому, что УЗО не срабатывает или полностью выходит из строя.

Как выбрать?

Выбирая УЗО, необходимо учитывать типы устройств, схему соединения, а также законы по которым работает устройство. Устройства защитного отключения имеют различные модификации. Каждая модификация такого устройства предназначается для цепей определенного типа. Существуют следующие типы УЗО:

  1. АС – Очень чувствительный прибор, реагирующий синусоидальные колебания тока, который имеет очень маленькое значение.
  2. А – этот тип устройства предназначается для цепей, которые работают по синусоидальным законам. Также, в этом случае УЗО улавливает разницу колебаний пульсирующего тока (тока выпрямителя).
  3. В – самый прогрессивный тип устройств защитного отключения, реагирующий на токи синусоидальной, пульсирующей и сглаженной формы.

Практика показывает, что чаще всего покупатели отдают предпочтение компании «Энергомера». Например, устройство Энергомера УЗО ВАД2 однофазное, предназначается для сверхтоков и выдерживает большие токи перегрузки. Также, УЗО вад2 однофазное имеет:

  • Надежные технические характеристики;
  • Компактные габаритные размеры;
  • Дистанционное управление;
  • Срок службы от 10 лет.

Включение УЗО в однофазную сеть даёт возможность обезопасить человека от поражения электрическим током. В этот момент общая безопасность цепи позволяет избежать резких перепадов тока, которые негативно воздействуют на электрические устройства.

Не стоит экономить на безопасности. Если вы хотите обезопасить себя и оборудование, с которым работаете, то устанавливайте УЗО. Не стоит периодически отключать устройство, с целью подключить дополнительный потребитель. Это может привести к возгоранию, пробою изоляции, а также износу элементов электрической сети. Также необходимо обращать внимание на производителя.

Наиболее популярными производителями считаются: Abb, Hager, Legrand, Schneider Electric, Moeller/Eaton, Doepke.

Таким образом, подключение УЗО к однофазным сетям, является необходимым условием для обеспечения безопасности. Используя правильную схему подключения, автоматические выключатели, вы можете обезопасить себя и своих близких.

Как правильно подключить УЗО без заземления — схема и ее плюсы и минусы

О том, что в современных домах и квартирах необходимо устанавливать устройства защитного отключения уже говорилось неоднократно. Их основная цель – обезопасить человеческую жизнь от действия электрического тока. Но всегда ли возможно произвести монтаж, учитывая то, что сеть бывает разная – трёхфазная и однофазная, с заземляющим защитным проводником и без него. Поговорим о том, как подключить УЗО без заземления. Схема, по которой подсоединяются эти устройства, не отличается сложностью. Если вы сами делаете всю квартирную проводку, вполне справитесь и с установкой УЗО. Но самым верным решением будет всё-таки доверить эту работу профессионалам.

Прежде чем вести разговор о том, как подключить УЗО без заземления, необходимо иметь чёткое понятие о разновидностях электрических бытовых сетей.

Разновидности электрических сетей

Электропитание в наши квартиры и дома поступает из однофазной сети или трёхфазной.

Однофазное электрическое питание представляет собой одну фазу и ноль. Для питания бытовой техники и осветительных приборов нужно фазное напряжение, которое получается на выходе после понижающего трансформатора. Такое однофазное питание предполагает запитку от одной фазы линии.

По фазному проводнику движется электрический ток, а по нулевому он возвращается в землю. Чаще всего такой тип электропроводки применим в квартире, и имеет он две разновидности:

  • Однофазная сеть двухпроводного исполнения (без земли). Такой тип электросети чаще всего можно встретить в домах старой постройки, в ней не предусмотрено заземление электрических приборов. Цепь включает в себя только нулевой провод, имеющий буквенную маркировку N, и один фазный проводник, он соответственно обозначается буквой L.
  • Однофазная сеть трёхпроводного исполнения. В ней помимо нулевого и фазного имеется ещё защитный заземляющий проводник, обозначаемый РЕ. Корпуса электрических приборов нужно подсоединять к заземляющим проводникам, это обеспечит защиту самой техники от перегорания, а человека от действия электрического тока.

В доме зачастую присутствует техника, которой нужно трёхфазное напряжение (насосы, двигатели, если есть станки в сарае или гараже). В данном случае сеть будет состоять из нулевого и трёх фазных проводов (L1, L2, L3).

Аналогично трёхфазная сеть бывает четырёхпроводного исполнения и пятипроводного (когда присутствует ещё защитный заземляющий проводник).

С разновидностями сетей определились, а теперь будем непосредственно переходить к вопросу, возможно ли подключение УЗО без заземления и как правильно устанавливать это устройство?

Можно ли подключать УЗО без заземления – на видео:

В чём необходимость монтажа УЗО?

Рассмотрим этот вопрос на простом примере. Предположим, в ванной комнате стоит стиральная машина. Электрическая квартирная проводка выполнена только нулевым и фазным проводами, защитного заземления нет, и УЗО не смонтировано.

Представляем ситуацию дальше. Внутри машинки повредился изоляционный слой, в результате чего фаза стала соприкасаться с металлическим корпусом. Появился какой-то потенциал, то есть корпус стиральной машинки теперь под напряжением. Если к ней подойдёт человек и прикоснётся, то будет играть роль проводника, по которому потечёт электрический ток. Действие тока продолжится до тех пор, пока человек не отдёрнет руку от стиральной машинки, потому что повреждённый участок никаким устройством не отключится. К сожалению, под воздействием тока мышцы человека парализуются, и самому отдёрнуть руку не всегда получится.

Здесь есть два варианта – либо человек теряет сознание и подает, либо кто-то посторонний оказывает ему помощь путём отключения вводного автомата на помещение.

Если бы в рассмотренном примере в распределительном щитке стояло УЗО, оно отреагировало бы на появление тока утечки, отключилось и обезопасило человеческую жизнь. Именно по этой причине в квартире, оснащённой большим количеством мощной бытовой техники, просто необходима установка УЗО.

Как работает УЗО с заземлением и без него?

По какому принципу работает УЗО в двухпроводной сети, если заземление отсутствует? Когда появится изоляционный пробой на корпусе прибора, устройство защитного отключения не сработает, потому что корпус не заземлён и пути для прохождения токовой утечки нет. При этом корпус прибора будет под опасным для человеческой жизни потенциалом.

В момент прикосновения человека к корпусу прибора, токовая утечка будет уходить на землю через его тело. Когда величина этого тока сравняется с порогом срабатывания УЗО, произойдёт отключение, и из питающей сети напряжение не будет подаваться на повреждённый электроприбор.

Сколько по времени будет находиться человек под действием токовой утечки, зависит от уставки срабатывания УЗО.

Хоть оно и отключится быстро, этого времени может быть вполне достаточно, чтобы получить серьёзную электротравму.

А вот если бы корпус был подсоединён к защитному заземлению, УЗО отреагировало и отключилось бы сразу, как только произошёл изоляционный пробой.

Как видите, схема подключения УЗО без заземления реально применима, однако не даёт 100 % гарантии безопасности. Но так как в старых домах в основном выполнена двухпроводная электрическая сеть, а переделать её на трёхпроводную не так-то просто, единственным выходом защиты оборудования и человека является монтаж УЗО.

Наглядный принцип работы УЗО без заземления на видео:

Принцип работы этого устройства основан на измерительных процессах. Регистрируется величина тока на входе и на выходе. Если эти показания одинаковы, то нет повода для срабатывания. Как только в сети появится токовая утечка, величина на выходе станет меньше, и устройство отключит повреждённый участок. УЗО работает за счёт расцепляющего механизма в связке с электромагнитным реле.

Варианты схем

Перед тем, как подключать УЗО без заземления, запомните важный совет! Схема обязательно должна включать в себя помимо устройств защитного отключения и обыкновенные автоматы.

Многие наивно полагают, что это одинаковые механизмы и служат для одной и той же цели. Главное, понять разницу в их работе. Автоматический выключатель – это защита для подающей сети напряжения. Он отключает повреждённый участок, если в нём возникли сверхтоки в результате короткого замыкания или перегруза. За счёт этого аварийная ситуация не распространяется на общую сеть, и она остаётся в исправном состоянии.

УЗО защищает только от токовых утечек, их величины очень малы в сравнении с токами КЗ. Поэтому если в сети возникает режим короткого замыкания или перегруза и при этом отсутствует автомат, УЗО не отреагирует. Нужно всегда устанавливать его в схему в паре с автоматическим выключателем.

Подключение УЗО без заземления может быть выполнено двумя способами.

Подключение на вход

При такой схеме устанавливается одно УЗО для обеспечения защиты одновременно всей квартирной проводки.

Из сети по вводному кабелю в распределительный щиток поступает напряжение и приходит на двухполюсный автомат. Затем в схеме устанавливается устройство защитного отключения. Далее монтируются автоматы отходящих присоединений. Все эти отходящие потребители одновременно защищаются одним УЗО, установленным на входе.

Плюс этой схемы в том, что используется только одно устройство защитного отключения, соответственно не требуются значительные материальные затраты. К тому же в распределительном щитке можно всё компактно разместить и он не будет больших размеров.

Но имеется и существенный недостаток. Представьте себе, что какой-то бытовой прибор в данный момент подключен к розетке и в нём происходит замыкание фазы на металлический корпус. УЗО на появившуюся токовую утечку реагирует и отключается. Прекращается подача напряжения на всю квартиру. Если в этот момент к розетке был подключен только один электроприбор, искать повреждение несложно. А если одновременно работало много бытовой техники? Мало того, что сразу с прекращением подачи напряжения перестал работать холодильник, завис кондиционер, остановилась программа в стиральной машине или хлебопечи, остались несохранённые документы на компьютере. Так ещё нужно будет отыскать, на какой именно технике замкнуло фазу, а это уже доставляет определённые трудности.

Читайте также:  Топ 5 надежных производителей мультиварок в 2017 году

Поэтому прежде чем выбирать данную схему подсоединения УЗО, подумайте об удобстве её дальнейшей эксплуатации.

Подключение на входе и на отходящих ветвях

Такой вариант схемы предусматривает подсоединение нескольких УЗО. Одно, как и было рассмотрено выше, монтируется после вводного автомата на входе. Остальные ставят за автоматическими выключателями отходящих присоединений. Сколько их будет, зависит от того, как вы сгруппируете свою домашнюю электрическую сеть. Возможно, по одному автомату и УЗО у вас будет стоять на каждую отдельную комнату. Есть вариант разделения розеточных и осветительных групп потребителей. В некоторых схемах выполняется отдельная защита бойлера, стиральной или посудомоечной машины, кондиционера или электропечи.

Как работает подобная схема? Например, на одной из отходящих линий произошла токовая утечка. Сработает УЗО, защищающее именно эту линию. Напряжение во всей квартире не исчезает, вся остальная техника остаётся в рабочем состоянии. В этом заключается несомненное преимущество данного варианта схемы. Её недостаток в том, что распределительный щиток получится внушительных размеров, не совсем удобно в нём располагать большое количество УЗО и автоматов. Да и недёшево обойдётся это в материальном плане.

Возникает вопрос, зачем в схеме ещё одно УЗО на входе? Бывают ситуации, когда по той или иной причине отходящее устройство не среагировало на токовую утечку. В этом случае входное УЗО будет подстраховкой, через определённый промежуток времени отключится оно. В принципе, его можно опустить и выполнить схему без вводного устройства. Но если финансовые возможности позволяют, лучше подстрахуйтесь, всё-таки речь идёт о безопасности людей.

Наглядно общий принцип подключения УЗО на следующем видео:

Сборка схемы

В практическом выполнении сложностей нет. Весь алгоритм работы будет выглядеть следующим образом:

  • Все работы с электричеством всегда начинаются с обесточения рабочего места. Поэтому отключите квартирный вводной автомат. При помощи индикаторной отвёртки убедитесь, что напряжение на его выходе действительно отсутствует.
  • На дин-рейке закрепите устройство защитного отключения. С тыльной стороны на нём имеются защёлки, которые надо вставить в перфорированные отверстия на рейке.
  • Корпус устройства защитного отключения имеет маркировку входных и выходных контактов для нулевых и фазных проводников. Питание на УЗО подаётся сверху, а снизу выполняется подсоединение нагрузки. С выходной клеммы автоматического выключателя фазный проводник «L» подключайте на соответствующую входную клемму УЗО. Аналогичную коммутацию проделайте с нулевым проводом «N».

  • Фазный выход с УЗО распределите по всем автоматам отходящих линий.
  • Выход с нулевого контакта подсоедините на нулевую шинку. А уже от неё проводники разойдутся по потребителям. После УЗО нулевые проводники в один узел не объединяются, это вызовет ложные срабатывания устройства.
  • После выполнения всех коммутаций, включите вводной автомат. Проверьте правильность подсоединения и работы устройства защитного отключения. Для этого на корпусе УЗО имеется специальная кнопка «ТЕСТ». Её главная цель – имитация токовой утечки. С фазного проводника ток подаётся на сопротивление, а с него, минуя трансформатор, на нулевой проводник. Из-за сопротивления ток стал меньше на выходе и за счёт полученного небаланса сработает отключающий механизм. Нажмите на проверочную кнопку, УЗО должно отключиться. Если этого не произошло, значит, имеются неточности в подсоединении либо устройство не исправное.

Распространенные ошибки при подключении УЗО на видео:

Если будете подключать УЗО с заземлением, помните, что использовать для этой цели водопроводные трубы или другие коммуникационные сооружения недопустимо.

Заземление должно быть правильно выполненным, а не сделанным самостоятельно, только в этом случае можно быть полностью уверенным в безопасности. Если заземление нерабочее, то обязательно отсоедините и заизолируйте проводники, приходящие в щиток от электроприборов.

Принцип работы УЗО в однофазной или трехфазной сети. Принцип работы УЗО и схема подключения

УЗО представляет собой отдельный тип защитных электроаппаратов наряду с автоматическими выключателями (АВ). Хотя их назначением является именно электрозащита, как и у АВ, но принципы работы у них отличаются.

Зачем нужны УЗО, если есть АВ?

С течением времени электроизоляция токоведущих частей электроприборов, включая ТЭНы, провода, шнуры питания и кабели, неизбежно стареет. И тогда с них через токопроводящие корпуса различных электроприборов в землю начинают протекать так называемые токи утечки, величиной от нескольких десятков микроампер до единиц миллиампер.

Обычные АВ на появление токов утечки никак не реагируют – ведь они составляют ничтожные доли от номинальных токов электропотребителей. Однако их появление (точнее, превышение токами некоторого допустимого предела) является сигналом тревоги. Это предупреждение о приближении аварийной ситуации, и для ее предотвращения нужен специальный защитный электроаппарат – УЗО.

Кроме того, как известно, неотпускающий (судорожный) ток, представляющий для человека (при определенном времени воздействия) смертельную опасность, равен всего 10 мА. Поэтому необходимость создания защитных устройств, реагирующих на токи утечки в этом диапазоне величин, ощущалась с самого начала широкого проникновения электричества в быт.

Пояснение работы устройства

Попробуем объяснить принцип работы УЗО при помощи гидравлической аналогии. Будем считать, что вода протекает по замкнутому контуру водяного отопления так же, как и электроток по проводам. Если где-то в отопительной трубе возникает дыра, то через нее идет утечка воды. Поэтому ее расход (аналог электротока) через два сечения труб, одно из которых на входе контура, а другое – на его выходе, будет разным. Точно так же и с токами утечки в электроприборе. Можно сравнить, сколько тока входит в электроприбор, и сколько выходит. В однофазный электроприбор ток входит по фазному проводу, а выходит по нулевому, поэтому достаточно сравнить токи в этих двух проводах. В этом и состоит принцип работы УЗО в однофазной сети. Если величины тока на входе и на выходе электроприбора не одинаковы, то оно за время порядка нескольких миллисекунд отключает его от сети. Такое малое время срабатывания необходимо потому, что превышение токами утечки величины тока срабатывания УЗО могло быть вызвано именно прикосновением человека к токопроводящему корпусу прибора.

Ток срабатывания

Но чтобы работа УЗО стала эффективной в бытовых условиях, понадобилось немало времени. Прежде всего, нужно было точно определиться с величиной тока утечки, который был бы безопасен для человека на время срабатывания устройства. Попытки проектировать УЗО на токи утечки менее 10 мА приводили к созданию больших, сложных и дорогих устройств, причем склонных к ложным срабатываниям от различных электромагнитных наводок.

К началу 80-х годов ХХ в. ток их срабатывания, на основании опытов с добровольцами, был выбран величиной в 30 мА, а также были созданы малогабаритные трансформаторы с ферритовыми кольцевыми сердечниками (их называют дифференциальными), ставшие датчиками токов утечки. В продажу поступили электромеханические дифференциальные УЗО-ДМ с током срабатывания от 20 до 30 мА, являющимися сегодня самыми популярными в быту. Обычно литеры ДМ опускают, и прибор называют просто УЗО.

Принцип работы УЗО и схема подключения

Токи, протекающие по фазному и нулевому проводникам в разных направлениях, возбуждают в кольцевом сердечнике трансформатора устройства два одинаковых по величине магнитных потока Ф1 и Ф2, однако векторы магнитной индукции, соответствующие этим потокам, направлены в сердечнике встречно и взаимно компенсируют друг друга. Поэтому суммарный магнитный поток в сердечнике равен нулю, как и ЭДС во вторичной обмотке трансформатора.

Если вследствие дефекта изоляции появляется ток утечки, близкий к току срабатывания, то Ф1 ≠ Ф2, в сердечнике возникает магнитный поток, наводящий в выходной обмотке ЭДС, способный создать ток, достаточный для срабатывания порогового элемента УЗО. Далее оттягивается защелка силовой контактной группы, и ее контакты размыкаются. Таков принцип работы УЗО всех типов.

Во всех типах таких устройств предусмотрена кнопка «Тест», при нажатии на которую искусственно создается ситуация утечки тока для проверки срабатывания устройства. Флажок или кнопка с самофиксацией служат для повторного включения УЗО после тестового срабатывания.

Разновидности УЗО

Известны электромеханические и электронные типы таких защитных аппаратов. Принцип работы УЗО и схема подключения обоих типов одинаковы, однако приборы первого типа не нуждаются в электропитании и обладают простой и надежной конструкцией. Для их срабатывания хватает тока утечки в защищаемом электроприборе.

Электронное УЗО нуждается в подаче на него напряжения питания, так как в нем пороговый элемент выполнен в виде электронной схемы, усиливающей малый ток в выходной обмотке его трансформатора и создающей импульс для исполнительного реле.

В связи с этим и сам трансформатор электронного УЗО меньших размеров, габаритов и мощности. Модуль порогового элемента с усилителем питается от контролируемой цепи, и если в цепи его питания произойдет обрыв проводника, то такое устройство потеряет работоспособность. Имеются и другие риски при работе электронных УЗО. Например, выход из строя его электронных компонентов при импульсных перенапряжениях в питающей сети.

Поскольку надежность электронных УЗО ниже, чем у электромеханических, то и стоимость их меньше.

Трехфазное УЗО

У трехфазного аппарата, в отличие от однофазного, четыре полюса вместо двух, поскольку нулевой проводник проходит через оба типа устройств. Принцип работы трехфазного УЗО такой же, как и у однофазного.

Сердечник его трансформатора охватывает четыре проводника – три фазных и один нулевой. Суммарный ток в трех фазных проводах (т. н. ток нулевой последовательности) всегда равен по величине току в нулевом проводе и противоположен ему по направлению (внутри УЗО). В этом случае сердечник трансформатора не намагничен, в его выходной обмотке тока нет. Если в защищаемом приборе появился ток утечки, то в сердечнике появляется переменный магнитный поток, наводящий ЭДС в выходной обмотке трансформатора. По ней начинает протекать ток, пропорциональный току утечки, и если ток утечки превышает ток срабатывания, то УЗО отключает электроприбор. Баланс токов в контрольном органе УЗО нарушается, и оно срабатывает.

Трехфазное УЗО без нулевого проводника

Для защиты от токов утечки асинхронных электродвигателей, обмотки которых соединены в треугольник или в звезду с невыведенной нейтралью, применяется подключение 4-полюсного УЗО с незанятой нулевой клеммой. При отсутствии токов утечки в фазах электродвигателя, сумма токов в фазных проводах очень мала и неспособна вызвать срабатывание защиты. Появление тока утечки из фазных проводов через корпус двигателя в землю вызывает циркуляцию через трансформатор УЗО тока нулевой последовательности, на который и реагирует электроаппарат. Общий принцип работы УЗО и в этом случае не изменяется.

Особенности применения одно- и трехфазных УЗО

Трехфазные 4-полюсные аппараты имеют довольно большие токи срабатывания, что позволяет применять их только для противопожарной защиты, как и АВ с тепловыми расцепителями. Защиту же групповых линий на розетки в комнатах, кухне и ванной, либо защиту отдельных линий питания мощных электроприборов (стиральных и посудомоечных машин, электроплит, электроводонагревателей) следует выполнять на 2-полюсных однофазных УЗО с установкой номиналов по токам утечки от 20 мА до 30 мА.

Читайте также:  Как подключить проводку к счетчику

Для того чтобы работа УЗО в однофазной сети была безопасной, оно само должно быть защищено от перегрузки по току (при длительной непрерывной работе исправного электроприбора), установленным перед ним АВ с тепловым расцепителем.

Работа УЗО без заземления

Как известно, в старых домах советской постройки квартирные электропроводки не имели отдельного нулевого защитного проводника, подключаемого к контуру заземления. Предполагалось, что его функцию исполняет нулевой рабочий проводник (т. н. система электроснабжения TN-C с общими нулевыми рабочим и защитным проводниками). А поскольку во всех изданиях ПУЭ есть запрет на установку в защитных проводниках аппаратов защиты, то 2-полюсные УЗО, разрывающие одновременно и фазу и нуль, также попадают под запрет. Даже последняя 7-я актуальная редакция ПУЭ в п. 7.1.80 подтвердила недопустимость установки УЗО в сетях по системе TN-C. Дело в том, что были зафиксированы случаи поражения электротоком во время их срабатывания.

Причиной этого стала разновременность срабатывания контактов устройств, составляющая единицы милисекунд. Но если первым отключался контакт в нулевом проводе, то при пробое изоляции на корпус бытового электроприбора потребитель оказывался под полным фазным напряжением, так что этих нескольких милисекунд вполне хватало для смертельного поражения.

Для квартир без нулевых защитных проводников устанавливать общеквартирное УЗО недопустимо, но отдельные такие аппараты можно устанавливать в групповые розеточные линии с общим защитным проводником или в линии питания отдельных электроприборов, если защитные проводники розеточных групп или розеток по кратчайшему пути заведены на их входные нулевые клеммы.

В этом случае разрыв внутри УЗО нулевого рабочего провода раньше фазного не приводит к разрыву защитного проводника электроприбора, так как участок защитного проводника от входной нулевой клеммы через розетку и шнур питания электроприбора останутся неповрежденными.

УЗО: принцип работы, назначение, технические характеристики, варианты подключения УЗО

Можно услышать мнение, в котором оспаривается необходимость установки устройств защитного отключения (далее УЗО). Чтобы опровергнуть или подтвердить его необходимо понимать функциональное назначение этих устройств, их принцип работы, конструктивные особенности и схему подключения. Также немаловажным фактором является правильное подключение, в зависимости от определенной задачи. Мы постараемся максимально широко ответить на все вопросы касательно данной темы.

Функциональное назначение

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

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

Яркий пример пробоя

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

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

Схема устройства

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

Схема УЗО

Обозначение:

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

Теперь объясним, как это работает.

Принцип работы

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

Штатная работа УЗО

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

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

Пробой создал условия для срабатывания УЗО

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

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

Конструктивное исполнение

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

УЗО со снятой крышкой

Обозначения:

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

Перечень основных характеристик

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

  • Тип защищаемой электропроводки, она может быть однофазной или трехфазной. Данный параметр влияет на количество полюсов (2 или 4).
  • Величина номинального напряжения, для двухполюсных аппаратов это 220-240 Вольт, четырехполюсных – 380-400 Вольт.
  • Величина номинальной токовой нагрузки, этот параметр соответствует аналогичному у автоматических выключателей (далее АВ), но имеет несколько другое назначение (подробно будет рассказано ниже), измеряется в Амперах.
  • Номинальная величина дифференциального (отключающего) тока, типовые значения: 10, 30, 100 и 300 мА.
  • Вид отключающего тока, принятые обозначения:
  1. AC – Соответствует переменному току синусоидальной формы. Допускается как его медленное нарастание, так и внезапное проявление.
  2. А – К предыдущим характеристикам (AC) добавляется возможность отслеживать утечку выпрямленного пульсирующего тока.
  3. S – Обозначение селективных устройств, они отличаются относительно высокой задержкой срабатывания.
  4. G – Соответствует предыдущему типу (S), но с меньшей задержкой.

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

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

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

Маркировка

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

Маркировка УЗО

Обозначения:

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

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

Варианты подключения

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

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

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

УЗО на каждую линию

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

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

Пример качественной селективной схемы

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

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

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Загрузка ...
Adblock
detector