История появления
Изобретение первых устройств проходило в Германии. Приборы были крупногабаритными, но технологии не стояли на месте. Устройство защиты и как его можно модернизировать – вопрос, решаемый долгое время. Достичь безупречной работы было трудно по причине отсутствия элементов, которые отвечали бы соответствующим электромагнитным характеристикам.
В середине ХХ века учли многие показатели. В результате устройство защиты получилось с большей чувствительностью, были усовершенствованы механизмы, предотвращающие ложные срабатывания устройства. Габариты прибора стали меньше, компактнее, удобнее для монтажа.
Технологии не стоят на месте и модернизация устройства отключения продолжается. В будущем устройство защиты будет не просто прибором отключения, а более инновационным результатом с собственным интеллектом. Это позволит в отсутствие человека проводить полный мониторинг электросистемы, анализировать результаты, принимать решения по отключению, а также вызов в автоматическом режиме экстренных служб при угрозе.
Стандарты
Как упоминалось выше, требования к УЗО приведены в различных ГОСТах. Действие пакета относящейся к УЗО-Д документации охватывает используемые в защите от поражения током и негативных последствий утечки приборы переменного тока с напряжениями до 440 В и силой до 200 А. Среди этих документов:
- ГОСТ Р 50807-95 — классифицирует, приводит характеристики УЗО и содержит проверочные мероприятия и методики;
- ГОСТ Р 30331.3 — определяет правила применения.
Стандарты аналогичны международно принятым и несут всю необходимую информацию. Отметим, что ГОСТ Р 50807-95 относит к УЗО-Д только механические электрокоммутационные приборы/комплексы.
Исключения срабатывания
В некоторых случаях устройство защиты может не сработать. Не произойдет отключение, если человека ударит током, но не замкнется на землю. Причиной может стать обувь, которая не проводит электричество. Также не приведет к срабатыванию, если прикоснуться одновременно к проводу с фазой и нулю. Защитное устройство не может распознать в этих ситуациях наличие утечки тока.
УЗО работает от общего питания сети и при условии полной исправности. Если происходит обрыв нуля перед устройством защиты, а фаза под напряжением, то срабатывание не произойдет.
Также неисправности самого устройства могут стать причинами его неработоспособности. Поэтому для безупречной работы устройства защиты и своевременным отключением напряжения в случае опасности необходимо периодически проводить проверку. Для тестирования прибор оборудован специальной кнопкой для этого.
Особенности применения
Каждое устройство защиты отключения напряжения в сети имеет свои характеристики, которые необходимо учитывать при выборе устройства. Перед установкой нужно рассчитать, какой именно прибор подходит под конкретную электрическую схему. Надо знать номинальную мощность нагрузки в сети, чтобы установленное устройство могло справиться с поставленной задачей защиты. Про устройство защиты, и какие характеристики имеет устройство, написано в инструкции к каждому прибору.
Читайте так же: Электропроводка в квартире своими руками, Как подключить проходной выключатель
Возможно ли установка УЗО без заземления?
Да, установка без заземления снижает потенциал защиты проводки и людей. Но, даже в случае установки УЗО без земли, это всё равно является большим плюсом. Потому что, землей в случае утечки может быть просто лужа с водой, по которой ток будет растекается. Не говоря уже про сантехнические трубы и корпуса элекроприборов.
Но при прокладке отдельной линии, с дальнейшей защитой его УЗО, — лучше всего прокладывать отдельный трёхжильный кабель, даже если в вашем доме нет заземления. Потому что даже такой вариант повысит вероятность отключения устройства так же, как если бы у вас было заземление.
Установка УЗО с занулением
Как работает устройство защитного отключения
Основной задачей устройства защиты является предотвращение поражения человека электричеством. Также устройство защиты необходимо для эффективной защиты от возгорания проводки в случае ее неисправности. Принцип работы заключается в обнаружении утечки тока, который в фазном проводе должен соответствовать показателям нулевого. Прибор анализирует показатели входящего и выходящего тока, а при отклонениях осуществляет отключение сети
Устройство защитного отключения что это такое за приспособление и в чем его важность. Это уникальное устройство позволяющее обнаружить даже малую утечку тока, что станет гарантом безопасности людей
Что такое УЗО
Технически устройство отключения — механический узел, назначение которого — автоматически прервать электрическую цепь при появлении в ней заданного тока дисбаланса. Такие приборы применяются профессионалами уже давно и выпускаются во множестве моделей: электрики хорошо знакомы и с их типами, и с устройством, и с принципами работы. Но при монтаже домашних цепей хозяева жилья и нанятые ими мастера нередко не до конца понимают, для чего нужно УЗО, и пренебрегают его установкой в схему, лишая сеть мощной защиты.
Механизм защищает от:
- возгорания из-за проблем с электропитанием;
- поражения человека электричеством из поврежденной цепи.
Одна из ключевых инженерных задач электрики — защитить людей от ударов током. Ее решение потребовало значительного времени и технических изысканий. Ведь даже если обычные автоматические выключатели отлично контролируют ток нагрузки, коснувшегося проводящей детали или кабеля под высоким напряжением человека от опасности они не сберегут. Также эти приборы не способны своевременно реагировать на связанные с нарушением целостности изоляции кабельных систем токи утечки и эффективно защитить от возникающих по данной причине пожаров.
Ситуация улучшилась после разработки УЗО. Они следят за дифференциальным током и разъединяют цепь после достижения им некоторого установленного значения. Эти аппараты получили имя УЗО-Д (дифференциальные). Во времена Советского Союза УЗО-Д выпускался собственной промышленностью страны, на Гомельском заводе электроаппаратов. В наше время на рынке присутствуют как импортные образцы, так и российского производства.
Маркировка устройства
На корпус каждого устройства наносится маркировка с множеством параметров:
- тип устройства;
- напряжение (230В, 380В);
- номинальный и дифференциальный токи (50А, 30мА);
- температурный диапазон эксплуатации.
Также на корпус аппарата наносится схема его подключения к электросети.
Типы УЗО
На корпусе прибора есть схематические знаки, обозначающие его тип:
- Тип AC (волнистая линия): для синусоидального тока переменного действия.
- Тип A (волнистая и выпуклая линии): для постоянного пульсирующего и переменного синусоидального тока.
- Тип B (сплошная и прерывистая линии): для всех видов — постоянного, постоянного пульсирующего, переменного синусоидального тока.
Итак, выбор данного устройства осуществляется на основании следующих параметров: тип аппарата, количество фаз, сила тока, скорость срабатывания (типы S и G имеют выдержку по времени), дополнительные встроенные защиты (от сверхтоков, перенапряжения). Аппарат может подключаться в одноуровневые и многоуровневые схемы.
Принцип работы трехфазного УЗО
В электрической сети трехфазные защитные устройства могут использоваться в двух вариантах. В первом случае при срабатывании обесточивается сразу вся квартира или частный дом. То есть любое повреждение приведет к срабатыванию прибора и отключению всей бытовой техники. В данном варианте УЗО располагается как можно ближе к распределительному щитку и электросчетчику.
Такая схема не всегда удобна для потребителей, поэтому часто используется другой вид подключения. В этом варианте на каждую линию устанавливается отдельное УЗО. В случае его отключения, другие линии будут функционировать в обычном режиме.
Подключение и принцип действия трехфазного УЗО осуществляется так же, как и однофазная аппаратура. Просто вместо одного фазного провода, здесь используется три, подключаемые в соответствующие клеммы. Существенным отличием трехфазных моделей является обязательное наличие заземления, для которого потребуется дополнительный провод. Они могут одновременно защитить потребителей, подключенных с помощью однофазного и трехфазного кабеля. Если заземление заранее спланировано для соединения с действующим заземляющим контуром дома, в этом случае электросчетчик рекомендуется устанавливать между автоматом и УЗО.
Установка заземляющей шины всегда выполняется отдельно от защитного устройства, независимо от числа подключаемых фаз. Перед монтажом трехфазного УЗО в цепь, нужно обязательно ознакомиться с инструкцией и схемой подключения. Перед началом работ электрическая сеть должна быть обесточена.
Трехфазный кабель заранее разделяется на отдельные жилы. После зачистки контактных концов, они вставляются в нужные клеммы – фазные и нулевую. После завершения монтажа проводится проверка работоспособности устройства с помощью кнопки ТЕСТ. Если цепь отключается, значит монтаж выполнен правильно.
Виды УЗО
Сами УЗО разделяются на трехфазные и однофазные (четырех и двух полюсные).
Также у этих устройств есть такой показатель как номинальный ток. Самый частый это 24 или 40 Ампер. Этот показатель необходимо учитывать при установке УЗО на группу или линию, в которых не предполагается превышение этого показателя.
Рассмотрим характеристики УЗО более детально:
- Ток утечки мА. Самые востребованные на рынке УЗО на 0,03 мА (30 миллиампер), считающимися безопасными для человека. Часто встречаются УЗО с током утечки 0.1 А, обычно это четырехполюсные УЗО. Также бывают особо чувствительные УЗО от 0,01 А и промымшленная автоматика с утечкой более 0,1 Ампера
- Номинальный ток А (C). Обычно это 25 ампер на линию, или 40 ампер (на квартиру), и более (частный дом, предприятие). Это тот ток, который не рекомендуется превышать для корректной работы устройства.
- Количество полюсов . Четырех полюсные и двух полюсные. Для трезфазных и однофазных сетей.
- Функция дифавтомата. Также имеет характеристику обычного автомата с номиналом тока отключения устройства (6,10,15,20,25,32,40,64 Ампера). Двуполюсные дифы используется на каждую линию. Они повышают функционал щитка, экономя при этом места. Чаще всего устанавливаются в частных домах, коттеджах и больших квартирах\офисах.
Пример работы УЗО
Приведем небольшой пример типичного УЗО-Д. Дано:
- двухпроводная цепь электроснабжения на 220 В, без заземления;
- в качестве потребителя энергии — стиральная машина;
- встроенное в цепь устройство выключения.
Штатно УЗО пропускает электроэнергию напрямую и без препятствий. Входящий и поступающий токи имеют равное значение. При появлении, допустим, неисправности электродвигателя, напряжение окажется подано на корпус машинки. Коснувшись его, ничего не подозревающий человек окажется под мощным ударом электричеством.
Возникает ток утечки и разбалансировка: часть энергии утекает через тело попавшего под удар. В УЗО возвращается меньше электроэнергии, чем его покинуло, прибор разрывает цепь.
Существуют как простые механические устройства защиты, так и модели с полупроводниковыми размыкателями контактов. Есть и версии с более сложной встроенной логикой. Но электронные дороже и нуждаются в дополнительном питании для поддержания работы схем.
Что такое УЗО?
УЗО расшифровывается как “Устройство защитного отключения”. Эту аббревиатуру вы можете увидеть на корпусах устройств некоторых производителей. Также оно может обозначаться буквами ВД – выключатель дифференциальный. УЗО и ВД это одно и то же. Не путайте с дифавтоматами, которые маркируются АВДТ.
Для чего нужно УЗО?
- Для обесточивания линии при случайном прикосновении людей или животных с токоведущими частями электроустановок.
- Для защиты людей от поражения током от неисправного электрооборудования.
- Для защиты от пожара электропроводки при замыкании на землю.
На что срабатывает УЗО?
УЗО срабатывает на утечку тока. Например, человек коснулся оголённого провода и через него потек ток. УЗО как раз реагирует на такие утечки и сразу обесточивает линию, сохраняя жизнь человеку.
Запомните, что УЗО и автоматический выключатель не одно и то же. УЗО не обесточит линию при перегрузке или при коротком замыкании. Поэтому УЗО устанавливается в распределительном щите в паре с автоматическим выключателем.
Какие бывают УЗО?
УЗО используются как в однофазных сетях, так и в трехфазных. Поэтому УЗО бывают однофазные (2-х модульные) и трехфазные (4-х модульные).
Что написано на корпусе УЗО?
Каждое УЗО имеет маркировку. Помимо производителя на корпусе имеется очень важная информация:
- «УЗО» или «ВД» – означает, что это устройство защитного отключения.
- 16А – это максимальный ток, на который рассчитаны контакты изделия и другие внутренние элементы.
- In 30mA – ток утечки, при котором сработает данное УЗО.
- 230В и 50Гц – соответственно, напряжение и частота, при которых можно применять данный прибор.
- Знак «~» – это означает, что данное УЗО типа АС. Оно реагирует на утечки переменного тока. Это самый популярный тип и другой нам не нужен, так как в наших квартирах течет только переменный ток.
- Также на УЗО изображена его принципиальная схема. Если в ней вы ничего не поняли, то значит она вам и не нужна. Главное необходимо знать как выбрать УЗО и разобраться с подключением УЗО.
Что означают надписи возле контактов?
- N (сверху) – на данный контакт заводится приходящий нулевой проводник.
- 1(сверху) – сюда подключается приходящий фазный проводник.
- 2 (снизу) – сюда подключается фазный проводник, отходящий на нагрузку.
- N (снизу) или отсутствие буквы – сюда подключается нулевой проводник, отходящий на нагрузку.
Тут запомните одно. Это приходите на УЗО на верхние контакты, а уходите с нижних контактов. Если перепутаете, то скорее всего поедете в магазин покупать новое устройство. Обязательно изучите схему подключения УЗО.
Также у одних производителей может нулевой проводник подключаться справа, а у других слева. Тут будьте внимательны и перед подключением посмотрите на обозначение контактов.
Думаю, что этой информации вам будет достаточно, чтобы понять – что такое УЗО. Более подробную информацию о том: как выбрать УЗО, как подключить УЗО, типы УЗО и т.д. ищите в разделе УЗО и Диф.автоматы.
Улыбнемся:
По лысому электрику не понятно, когда он ошибается.
Как устроено УЗО
Выделяют два вида приборов:
- электромеханические;
- электронные модели УЗО.
Электромеханические
Эти устройства состоят из нескольких частей:
- трансформатор электрического тока нулевой последовательности. Он следит за утечками и передает энергию на вторичную обмотку трансформатора;
- магнитоэлектрический элемент, исполняющий функции порогового;
- реле, запускающееся при срабатывании магнитоэлектрической «защелки».
Все механические части должны быть весьма высокоточными, благодаря чему велика и стоимость. Но она компенсируется надежностью и возможностью работать без дополнительного питания, обнаруживая утечки при любом значении напряжения. Фактор независимости крайне важен: механическое УЗО выявит утечку и включит реле в 100 процентах случаев. У электронного этого процента меньше, поскольку при уровне общего напряжения ниже некоторого порога схема окажется неработоспособной. Поэтому именно электромеханические модели всемирно признаны эталоном и обязательны к использованию, особенно на критических объектах.
Электронные УЗО
Их стоимость иногда на порядок ниже классических. Но есть и указанный выше недостаток — не стопроцентная гарантия срабатывания. Устройство подобных систем защиты похоже на таковое у электромеханических. Но вместо чувствительного элемента установлен логический блок сравнения — стабилитрон, компаратор. Работоспособность прибора обеспечивает фильтр и выпрямитель.
Также требуется усилитель сигнала, поскольку входящий в состав трансформатор относится к понижающим. К сожалению, усилитель модулирует не только «полезную» нагрузку, но и помехи, что также снижает надежность. Но для защиты обычного жилого помещения электронного УЗО в немалом числе случаев бывает достаточно. Выбирать следует на основании деталей воплощаемого электромонтажного проекта.
Как работает УЗО?
Устройство аппарата достаточно простое: главным элементом является сердечник с двумя обмотками. Каждая из них генерирует магнитное поле, одинаковое по силе, но противоположное по направлению. Одна обмотка обеспечивает движение тока к потребителю (фазная), другая (нулевая) — от потребителя. Как только возникает утечка тока, реле реагирует на разницу потенциалов и приводит в действие расцепитель. В итоге — размыкаются контакты УЗО.
Таким образом, принцип работы УЗО основан на законе об электромагнитной индукции. При разрыве сети сумма магнитных, противоположно направленных, потоков, перестает быть равной нулю. По фазному проводнику начинают протекать 2 тока (утечки и нагрузки), которые имеют разностные характеристики.
В итоге в сердечник наводятся уже не одинаковые, а разные магнитные потоки, которые дают 1 магнитный поток, отличающийся от нуля. Реле срабатывает в тот момент, когда напряжение в обмотках достигает заданного параметра.
В каких случаях защищает УЗО?
Прибор отключает сеть в следующих ситуациях:
- оголение, оплавление изоляции;
- искрение, возгорание проводки;
- при контакте с предметом или рукой человека;
- при ослаблении контактов сети.
УЗО предотвращает поражение человека электротоком, что делает обращение с электроприборами безопасным. Также устройство сохраняет исправность электроприборов, техники, оборудования в случае повреждения изоляции. Решает проблему безопасных игр детей, остающихся одни дома.
Выбор УЗО
Когда принципиальный вопрос о наличии защиты решен, следует, понять, какое УЗО поставить в частном доме или городской квартире. В подборе модели следует ориентироваться на подведенную к жилью мощность, количество потребителей, их отдельную и совокупную мощность, тип кабеля на вводе и на внутренней разводке. К примеру, для условного объекта с мощностью потребителя в 1850 Вт и внутренней разводкой проводами 3×2.5 кв. мм длиной 8 метров на основании калькуляций подбираем и устанавливаем двухполюсное электромеханическое УЗО типа А с током КЗ 6000 А и дифференциальным отключающим 10 А. Под такие характеристики, например, подходит стиральная машина в квартире.
При подборе системы защиты следует рассчитать ее параметры. Расчет УЗО по мощности делается по специальным формулам. Для помощи не знающим, как подобрать УЗО и автомат по мощности, существуют различные таблицы соответствий и совместимости.
В целом для расчета целевого тока утечки надо руководствоваться формулой:
- IΔ= IΔэп + IΔсети =0.4 Iрасч+0.01Lпровода, где:
- IΔэп — указанный в миллиамперах ток утечек приемника энергии;
- IΔсети — сетевой ток утечки, также в мА;
- Iрасч — расчетный ток нагрузки в рассматриваемой электрической цепи (в амперах);
- Lпровода — общая длина проводника фазы в метрах.
IΔ в рассматриваемом примере равен 3.45 мА.
Таким образом, окончательная формула, как выбрать УЗО по мощности:
- IΔn > = 3 IΔ.
- 3 IΔ=3×3.45=10.35 мА
Приведенный выше расчет номинала выполнен именно по этой методике.
Классификация прибора
Все устройства защитного отключения разделяются по способу монтажа, регулировки, срабатывания, числу фаз. Такая классификация позволяет выбрать оптимальный прибор для конкретного назначения. Описанный выше принцип работы УЗО характеризует прибор без дополнительного питания. Он называется электромеханическим. В нем срабатывание происходит от магнитного поля.
Существуют устройства с дополнительным источником питания, которые самостоятельно управляют механизмом отключения. Такие УЗО называются электронными, и их минусом является зависимость работы от самого источника (эл. сети). Если вспомогательного питания нет, аппарат не отключит электросеть, не сработает в необходимый момент. У таких устройств маркировка обозначается «УЗО-Д с вспомогательным источником питания». Применяются в основном для 3-хфазных аппаратов.
Способы монтажа
По способу монтажа аппараты разделяются на 2 типа:
- переносные (устанавливаются в розетку и внешне выглядят, как розетка);
- стационарные (монтируются в распределительный щиток).
Число фаз
По числу фаз аппараты разделяются на 1, 2, 3-хфазные. Первые два используются для сети 230В, 3-хфазный — для 380В. Назначение трехфазного УЗО заключается в установке для оборудования и электросетей, запитанных 3-хфазным напряжением. Данные устройства имеют 3 или 4 полюса и, в зависимости от этого, используются 2 разные схемы подключения:
- «звезда»;
- «треугольник».
Назначение трехфазного аппарата — это только защита от пожаров, так как прибор рассчитан на сети с высокой мощностью и большим энергопотреблением. Для защиты человека от удара током применяются 1-фазные устройства. Они рассчитаны на токи утечки от 10 мА.
УЗО — электрозащита и основа безопасности
Электричество представляет угрозу для человека в случае своего прямого воздействия на него. Поэтому существуют всевозможные приспособления, устройства и иные способы защиты, которые оберегают от контакта тела с током.
Но полностью же изолировать электрическую цепь невозможно, потому что встречаются разного рода соединения. Да и устаревание самих токопроводящих элементов неизбежно, что приводит к механическим повреждениям. Помимо этого пренебрежение техникой безопасности становится причиной поражения человека током.
Важной составляющей электрической цепи является заземление, представляющее собой искусственное соединение с землей. Контур заземления предотвращает удар током от электрооборудования, в случае пробоя напряжения на корпус
Случаи срабатывания
Защитное устройство электроснабжения обеспечивает безопасность для человека и необходимо в следующих случаях:
- При замыкании фазы на корпус электроприбора. Происходит замыкание по причине нагревания провода под воздействием тока. Подвержены замыканию водяные электронагреватели, стиральные машины, электрические плиты, всевозможные тепловые обогреватели и тому подобные приборы.
- При нарушении монтажа электропроводки. Ошибкой является замуровывание в стену проводов с имеющимися скрутками (соединениями). Когда стена намокает, то происходит утечка с фазы и возникает риск контакта человека с током.
- При нарушении токораспределения в электрическом щитке. Неправильный монтаж схемы может привести к потере эффективности работы устройства, что приведет к отключению устройства.
- При иных случаях, когда причину невозможно определить обычным осмотром электросоединений и состояния бытовых приборов. Такая ситуация может возникнуть при использовании газовой плиты с поджогом или стиральной машины у которой заливной шланг подключен к крану без изолирующего переходника. В результате имеет место утечка тока, и устройство защиты срабатывает.
Таким образом, установку необходимо доверять профессиональным мастерам, которые знают устройство УЗО: что это такое и какие существуют требования и нюансы монтажа.
Принцип работы УЗО в однофазной сети
Основным принципом работы защитного устройства в однофазной сети является сравнение токов в фазном и нулевом проводах. При исправном состоянии цепи фазный ток проходит через нагрузку и возвращается к источнику питания по нулевому проводнику с такой же силой тока. Однако, в случае нарушения изоляции провода, происходит токовая утечка на металлический корпус. В данной ситуации ток фазы разделяется на две части: одна из них уходит в землю сквозь человеческое тело, а другая – возвращается в исходную точку по нулевому проводнику.
Сила тока в 0,01А уже представляет опасность для человека, а 0,1А – становится смертельной. Таким образом, ток отсечки УЗО будет составлять 0,03А, при котором напряжение сети отключается. То есть, ток не успевает достичь смертельно значения. Обычно корпус оборудования подключается к корпусу заземления, и при возникновение утечки тока происходит автоматическое отключение защитной аппаратуры. При выборе того или иного варианта для конкретной цепи, учитывается принцип работы УЗО и схема подключения к установленным потребителям
В однофазной сети УЗО работает с трехжильной проводкой, подключенной по системе TN-C-S, позволяющей выполнить заземление и защиту электрооборудования в соответствии с установленными правилами (рис. 1). Сетевые провода подключаются к верхним клеммам, обозначенным L и N, что соответствует фазе и нулю. От нижних клемм провода уходят к электрооборудованию.
Заземляющий проводник окрашивается в желто-зеленый цвет и напрямую соединяется с металлическими частями оборудования, минуя защитное устройство. Далее он уходит через электросчетчик к заземляющей шине распределительного щитка. В данном варианте работа УЗО обеспечивает защиту людей, но ему самому будет постоянно угрожать опасность в виде коротких замыканий и перегрузок.
