Противопожарное УЗО: рекомендации по выбору, правила и схемы монтажа

Схемы подключения УЗО в однофазной сети

Большинство бытовых потребителей питаются по однофазной схеме, где для их электроснабжения используется один фазный и нулевой проводник.

В зависимости от индивидуальных особенностей сети однофазное питание может осуществляться по схеме:

• с глухозаземленной нейтралью (TT), в которой четвертый провод выполняет роль обратной линии и дополнительно заземляется;
• с совмещенным нулевым и защитным проводником (TN-C);
• с разделенным нулем и защитным заземлением (TN-S или TN-C-S, при подключении приборов в помещении отличия между этими системами вы не обнаружите).

Следует отметить, что в системе TN-C согласно требований п 1.7.80 ПУЭ не допускается применение дифференциальных автоматов, кроме защиты отдельных устройств с обязательным совмещением нуля и земли от прибора до УЗО. В любой ситуации при подключении УЗО следует учитывать особенности питающей сети.

Без заземления

Так как далеко не все потребители могут похвастаться наличием третьего провода в своей проводке, жильцам таких помещений приходиться обходиться тем, что есть. Наиболее простой схемой подключения УЗО является установка защитного элемента после вводного автомата и электрического счетчика. После УЗО актуально подключать автоматические выключатели для различной нагрузки с соответствующим током отключения. Заметьте, что принцип работы УЗО не предусматривает отключение токовых перегрузок и коротких замыканий, поэтому их обязательно устанавливают вместе с автоматическими выключателями.

Рис. 1: Подключение УЗО в однофазной двухпроводной системе

Такой вариант актуален для квартир с небольшим количеством подключаемых приборов. Так как при коротком замыкании в каком-либо из них отключение не принесет ощутимых неудобств, а отыскание повреждения не займет много времени.

Но, в случаях, когда используется достаточно разветвленная схема электроснабжения, в ней могут использоваться несколько УЗО с различной величиной тока срабатывания.

Рис. 2: подключение УЗО в разветвленной однофазной двухпроводной системе

В этом варианте подключения устанавливаются несколько защитных элементов, которые подбираются по номинальному току и току срабатывания. В качестве общей защиты здесь подключается вводное противопожарное УЗО на 300 мА, за ним проводится нулевой и фазный кабель до следующего устройства на 30 мА одно для розеток, а второй на освещение, для ванной и детской устанавливается пара агрегатов на 10 мА. Чем меньший номинал срабатывания используется, тем более чувствительной будет защита – такие УЗО сработают при значительно меньшем токе утечки, что особенно актуально для двухпроводных схем. Однако устанавливать чувствительную автоматику на все элементы также не стоит, так как она имеет большой процент ложных срабатываний.

С заземлением

При наличии заземляющего проводника в однофазной системе применение УЗО более целесообразно. В такой схеме подключение защитного провода к корпусу приборов создает путь для утечки тока при нарушении изоляции проводов. Поэтому срабатывание защиты произойдет сразу при повреждении, а не в случае поражения током человека.

Рис. 3: Подключение УЗО в однофазной трехпроводной системе

Посмотрите на рисунок, подключение в трехпроводной системе производится аналогично двухпроводной, так как для работы устройства требуются только нулевой и фазный проводник. Заземляющий подключается только к защищаемым объектам через отдельную шину заземления. Ноль также может подводиться к общей нулевой шине, с нулевых контактов он разводится проводами к соответствующим приборам, подключаемым в сеть.

Как и в двухпроводной однофазной схеме, при большом количестве потребителей (кондиционера, стиралки, компьютера, холодильника и прочих благ цивилизации) крайне неприятным вариантом является зависание всех вышеперечисленных электронных схем с потерей данных или нарушением их работоспособности. Поэтому для отдельных устройств или целых групп можно установить несколько УЗО. Конечно их подключение обернется дополнительными затратами, но сделает отыскание повреждений более удобной процедурой.

Выбор УЗО по параметрам

После того как схема подключения УЗО готова, надо определяться с параметрами УЗО. Как вы знаете, оно сеть от перегрузок не спасет. И от короткого замыкания тоже. Эти параметры отслеживаются автоматом защиты. Чтобы обеспечить безопасность всей проводки, на входе ставят вводной автомат. После него стоит счетчик, а затем обычно ставят противопожарное УЗО. Оно выбирается специфически. Ток утечки 100 мА или 300 мА, а номинал — тот же что и у вводного автомата или на ступень выше. То есть, если входной автомат стоит на 50 А, УЗО после счетчика ставят либо на 50 А, либо на 63 А.

Противопожарное УЗО выбирают по номиналу вводного автомата

Почему на ступень выше? Потому что срабатывают автоматические защитные выключатели с задержкой. Ток, превышающий номинальный не более чем на 25%, они могут пропускать не менее часа. УЗО на длительное воздействие повышенных токов не рассчитано, и с большой вероятностью оно сгорит. Дом останется без электричества. Но это касается определения номинала противопожарного УЗО. Другие выбираются по-другому.

Номинальный ток

Как выбрать номинал УЗО? Он подбирается по методике определения номинала автомата — в зависимости от сечения провода, на который устанавливается устройство. Номинальный ток защитного устройства не может быть больше максимально допустимого тока для данного провода. Для простоты выбора есть специальные таблицы, одна из них ниже.

Таблица подбора номинала автомата защиты и УЗО

В крайнем левом столбце находим сечение провода, правее есть рекомендуемый номинал автомата защиты. Такой же должен быть и у УЗО. Так выбрать номинал защитного устройства от тока утечки несложно.

Величина тока отключения

При определении этого параметра тоже понадобится схема подключения УЗО. Номинальный отключающий ток УЗО — это величина тока утечки, при котором происходит отключение питания на защищаемой линии. Этот параметр может быть 6 мА, 10 мА, 30 мА, 100 мА, 500 мА. Самый малый ток — 6 мА — используется в США, в европейских странах и у нас их и в продаже нет. Устройства с максимальным током утечки в 100 мА и выше ставят в качестве пожарной защиты. Они стоят перед входным автоматом.

Для всех остальных УЗО этот параметр выбирается по простым правилам:

• Устройства защиты с номинальным током отключения 10 мА ставят на линии, которые идут в помещения с повышенной влажностью. В доме и квартире это ванная комната, еще может быть освещение или розетки в бане, бассейне и т.д. Этот же ток отключения ставят если линия питает один электроприбор. Например, стиральную машину, электроплиту и т.д. Но если в той же линии есть розетки, нужен больший ток утечки.
• УЗО с током утечки 30 мА ставят на групповые линии питания. Когда подключено более чем одно устройство.

Это простой алгоритм, основанный на опыте. Есть другой способ, который учитывает не только количество потребителей, но и номинальный ток в зоне защиты, а, вернее, сечение провода, так как именно от этого параметра зависит номинальный ток линии электропитания. Это более правильно, так как объясняет, как подобрать величину тока утечки для общего УЗО, к примеру, а не только для устройств, которые ставят на потребителей.

Таблица подбора номинального тока отключения для УЗО

Надо еще учитывать индивидуальные токи утечки каждого из приборов. Дело в том, что на каждом более-менее сложном устройстве какой-то небольшой ток «утекает». Ответственные производители указывают его в характеристиках. Допустим прибор на линии один, но его собственный ток утечки более 10 мА, ставят УЗО с током утечки 30 мА.

Тип отслеживаемого тока утечки и селективность

Разные приборы и устройства используют ток разной формы, соответственно, УЗО должно контролировать токи утечки разного характера.

• АС — отслеживается переменный ток (синусоидальная форма);
• А — переменный + пульсирующий (импульсы);
• В — постоянный, импульсный, сглаженный переменный, переменный;
• Селективность. S и G — с выдержкой по времени отключения (для исключения случайных срабатываний), у G-типа выдержка меньше.

Выбор типа отслеживаемого тока утечки

УЗО выбирается в зависимости от типа защищаемой нагрузки. Если к линии будет подключена цифровая техника, требуется либо тип A. На линии освещение — АС. Тип В, конечно, хорош, но слишком дорог. Его обычно ставят в помещениях с повышенной опасностью на производстве, а в частном секторе или в квартирах очень редко.

УЗО класса G и S ставят в сложных схемах, если есть УЗО нескольких уровней. Этот класс выбирают для «высшего» уровня, тогда при срабатывании одного из «низших», входное защитное устройство не отключит питание.

Как рассчитать УЗО

Для того чтобы выполнить расчет защитного устройства и решить проблему, как выбрать УЗО по мощности, таблица параметров поможет сделать это максимально быстро и точно. Необходимо воспользоваться двумя техническими характеристиками – током утечки и максимальным током, чтобы получить искомый результат. При расчетах используется сетевое напряжение 220 В, с частотой 50 Гц.

Расчет и выбор номинала УЗО по максимальному току осуществляется довольно просто. Необходимо установить значение суммарной электрической мощности приборов и оборудования, включаемых одновременно. Например, если этот показатель составляет 6000 ватт, то значение расчетного тока будет равно: I = P/U. Подставив в формулу нужные значения, получаем результат: 6000Вт/220В = 27А. Ближайшее УЗО из стандартного ряда номинальных токов будет на 32А.

Если же выполняется расчет УЗО по току утечки, в данном случае применяется упрощенная схема, согласно которой различные типы защитных устройств подбираются в соответствии с условиями эксплуатации объектов:

• В обычных жилых помещениях – на 30мА.
• В ванных комнатах, кухнях и других помещениях с повышенной влажностью и более высокими требованиями к электробезопасности – на 10мА.
• На крупных объектах с электрическими сетями, протяженностью свыше 1000 м или на вводе – 100мА.

Довольно часто возникает необходимость подобрать УЗО на группу автоматов, расчет которых выполняется по определенным правилам. Установка этих приборов в цепь осуществляется последовательно, автоматы могут устанавливаться как до, так и после УЗО. Токовые значения автоматических выключателей должны быть ниже, чем в УЗО, но не менее реального тока потребления. Правильный расчет УЗО и автоматов показывает, что в случае перегрузок и коротких замыканий автомат защитит не только саму линию, но и установленное на ней устройство защитного отключения.

Технические требования и особенности подбора УЗО

Для избавления от возможных сложностей, желательно выбирать защитное устройств, которое размыкает цепь не только фазных проводников, но и нулевого. Делается это чтобы не приходилось думать о защите от сверхтока на «нуле».
Рабочий «ноль», находящийся в цепи, защищенной УЗО, не должен контактировать с защитным «нулем», или заземленными элементами – это всегда приводит к отключению сети.
Вне зависимости от сферы применения, защитное устройство должно быть рассчитано на возможные перегрузки в зоне действия. По умолчанию, это обеспечивается 30% запасом при подборе номинальных величин. Так, при суммарной утечке в 20 А, безопаснее будет установить УЗО на 32 А, а не на 25 А.
Защитный прибор должен продолжать работу при кратковременных падениях напряжения до 50% (не более 5 секунд) от номинала. Это необходимо для работы дифавтоматов с задержкой реагирования.
Ввиду повышенной электрической опасности в ванных и банных комнатах, кухнях, душевых и других помещениях с высокой влажностью требуется ставить УЗО с током срабатывания 10 мА, если они подключены к отдельной линии на распределительном щитке

Если кухня, коридор и ванная находятся на одной ветви электросети, номинальный ток УЗО должен быть стандартным – 30 мА.
Чтобы правильно установить УЗО с сохранением работоспособности, обращайте внимание на технические особенности требования. Многие импортные модели, например, исключают возможность подключения алюминиевых проводов.
В домах старой постройки, где проложена ветхая, зачастую алюминиевая проводка, с ненадежной изоляцией установка защиты в силовом щитке имеет мало смысла

Из-за слабой проводки с множеством повреждений утечки будут возникать довольно часто и приводить к регулярным отключениям сети. В данном случае для обеспечения безопасности оборудования и людей надо пользоваться переносными УЗО, похожие на адаптер для розетки.

Общие функции дифференциального выключателя

В бытовых и промышленных электросетях используют несколько типов защитных устройств, предназначенных для предотвращения пожаров и поражения людей электротоком. Все они рассчитаны на срабатывание при поломках в электроустановках или пробое изоляции проводки.

Принцип работы, элементы внутри и контролируемые характеристики у них разные. Однако задача везде одна – при возникновении проблем быстро разорвать цепь питания.

Нельзя путать УЗО и дифавтомат, устройство и функционал у них различаются. Первый аппарат контролирует исключительно возникновение тока утечки, а второй еще и рассчитан на срабатывание при коротких замыканиях и перегрузках в сети

УЗО (дифференциальный выключатель) – это электротехнический прибор, разрывающий линию электропитания при появлении высокого тока утечки. Последний возникает при пробое изоляционного слоя в различных тепловых электронагревателях и проводах.

Если в этот момент человек прикоснется к корпусу сломавшегося оборудования, то электроток пойдет через него в землю. А это чревато тяжелыми травмами. Чтобы не допустить подобного, в цепь и ставится устройство защитного отключения (автоматический выключатель дифференциального тока).

Состоит УЗО обычное и противопожарное из:

• корпуса;
• трансформатора с тремя обмотками;
• реле ЭДС.

В нормальном рабочем состоянии проходящий через трансформаторные обмотки электроток формирует магнитные потоки с разными полюсами. Причем при их сложении получается итоговый ноль. Реле в таком состоянии находится в закрытом состоянии и пропускает ток.

Но при появлении утечки баланс на обмотках нарушается. На это и реагирует рассматриваемый автоматический переключатель, размыкая цепь. В результате напряжение в сети пропадает – сломавшийся электроприбор обесточен, а человеку ничего больше не угрожает. Срабатывание УЗО происходит буквально за несколько миллисекунд.

Источником пожара электрооборудование становится при:

• коротких замыканиях;
• перегрузках в сети и/или самой электроустановке;
• сверхнормативных утечках, связанных с деградацией изоляции.

В первых двух случаях защитное отключение производится дифавтоматом (тепловым электромагнитным расцепителем) либо путем перегорания предохранителя. Для третьей ситуации как раз и существует рассматриваемое УЗО по дифференциальному току. Есть еще специальные устройства контроля изоляции, но они дороги и в квартирных или домовых щитках устанавливаются редко.

Схемы установки выключателя

УЗО не предназначено для отслеживания перегрузок в электрической сети, поэтому его необходимо устанавливать вместе со штатным «автоматом» – автоматическим выключателем. Так что защита будет полной на всех проблемных участках.

Стандартная схема подключения устройств защиты в электрощите выглядит следующим образом:

1. Первая машина, на которую въезжает.
2. Затем устанавливается электросчетчик.
3. Затем подключается пожарное УЗО (на 100-300 мА).
4. В дальнейшем схема разбивается на несколько отдельных линий потребителей с УЗО от поражения электрическим током (10-40 мА).

В некоторых схемах первый автоматический выключатель заменяется автоматическим выключателем, а затем на линиях потребителей устанавливаются менее мощные машины. Этот вариант также не противоречит правилам.

Галерея изображенийФото из Фазный провод от счетчика подключается сверху к УЗО (вход «L»), а линия с нагрузкой подключается снизу (к выходу «N») – перевернуть или поменять местами прибор невозможно проводов, это приведет к неправильной работе или полному выходу из строя автоматического выключателя. Ток утечки и время задержки в УЗО при пожаре должны быть как минимум в три раза выше, чем у УЗО, расположенных ниже по потоку, которые предназначены для предотвращения повреждения людей электрический ток другой – оба эти устройства должны присутствовать в шкафу УЗО работает в сетях как с заземлением, так и без – к УЗО еще подключена только пара проводов, клеммы заземления на нем просто нет .от тока и автомата Установка защитного устройства в разных электрических сетях

При подключении проводов важно следить за тем, чтобы выходы УЗО не совмещались с общим нулем и вообще нигде не пересекались с другими нулевыми проводниками или корпусом экрана. После этого защитного устройства линия должна сразу перейти к другому УЗО или автомату, а затем сразу к потребителям

После завершения монтажа необходимо проверить правильность сборки всей схемы и работоспособность защитного устройства.

Сначала к розетке подключается какое-то оборудование, чтобы в сети появилась нагрузка и подало напряжение. Если все в порядке и изоляция везде цела, вмешательство УЗО происходить не должно

Затем проверяется само УЗО. Для этого у большинства УЗО есть кнопка «Т» («ТЕСТ»). При нажатии происходит имитация расчетного тока утечки, поэтому защита должна работать нормально. Также тест должен работать независимо от того, есть нагрузка или нет.

Если УЗО не отключило линию при нажатии «ТЕСТ», значит оно неисправно. Возможно, неисправна схема имитации утечки. В этом случае защитное устройство продолжит выполнять свои функции, предусмотренные в нем. Однако даже такой выключатель лучше сразу заменить. Рекомендуется проводить эту проверку один раз в месяц.

Для чего нужно УЗО?

Добрый день, уважаемые гости сайта «Заметки электрика».

После публикаций своих статей про устройства защитного отключения (УЗО), мне от посетителей сайта на почту стал часто приходить такой вопрос: а для чего вообще нужно устанавливать УЗО?

Давайте разберемся для чего же нужно устанавливать УЗО в своих квартирах или домах?

Все зависит от того, какие цели Вы преследуете.

Основные цели применения УЗО:

• защита людей от поражения электрическим током
• предотвращение возникновения пожара по причине появления тока утечки электропроводки

Внешний вид однофазного (двухполюсного) УЗО.

Применение УЗО для защиты людей от поражения электрическим током

При использовании в личных целях такие электрические приборы, как стиральная машина, СВЧ-печь, электрическая плита, водонагреватель, компьютер и другие, есть вероятность поражения электрическим током, т.к. перечисленные бытовые приборы в первую очередь имеют металлический корпус (проводит электрический ток) и сложную внутреннюю схему.

В следствии различных воздействий (механических, тепловых и др.), а также по причине длительного срока службы, изоляция проводов этих бытовых приборов может прийти в негодность.

Кстати, это касается не только электрических приборов, но и кабельных линий электропроводки.

При нарушении изоляции проводника, есть вероятность замыкания этого провода на металлический корпус электрического прибора. При этом на корпусе появляется фаза или другими словами, потенциал, равный напряжению сети. Но это возникнет в том случае, если отсутствует заземление корпуса.

Что случится, если прикоснуться к корпусу прибора в такой ситуации?

Для более наглядного изучения и представления материала по применению УЗОя Вам приведу пример с СВЧ-печью.

Пример 1. Без применения в схеме УЗО

Если одновременно задеть электрический прибор, а в нашем примере это СВЧ-печь с поврежденной изоляцией, и любой другой предмет, соединяющийся с заземлением, например, с раковиной или батареей, то Вас ударит током.

Последствия такого «прикосновения» могут быть самые разные. В одном случае это «легкий испуг», в другом — серьезные последствия, вплоть до остановки сердца от прохождения тока через тело человека. Почитайте, вот несколько реальных примеров из жизни:

Пример 2. Применение УЗО в схеме с защитным проводником

Чтобы предотвратить подобные последствия при нарушении изоляции приборов или кабелей, необходимо применять устройство защитного отключения (УЗО).

А здесь вообще не произойдет такой ситуации, т.к. при замыкании фазного проводника на металлический корпус электрического прибора, появится ток, при котором сработает УЗО или автоматический выключатель.

Опять же хочу сделать оговорку, это случится в том случае, если у Вас используется электропроводка с защитным проводником РЕ (фаза, ноль, земля), т.е. система TN-C-S или TN-S. 

О том, как перейти с системы заземления TN-C на TN-C-S читайте по этой ссылке.

Пример 3. Применение УЗО в схеме без защитного проводника

Рассмотрим тот же пример с СВЧ-печью с использованием УЗО, но уже без применения защитного проводника РЕ, т.е. с системой заземления TN-C.

В этом случае у Вас есть шанс остаться в живых, т.к. прохождение тока через тело человека будет кратковременным.

Прохождение электрического тока через тело человека создаст утечку тока, что приведет к срабатыванию УЗО, который в свою очередь отключит поврежденный участок сети. Время нахождения человека под электрическим током будет равняться времени срабатывания УЗО.

Существует спорное мнение, что применять УЗО в старых схемах электропроводки (двухпроводной) не допустимо. Свое мнение по этому поводу я напишу в своей отдельной статье.

Применение УЗО для предотвращения возникновения пожара

При неправильном или некачественном монтаже электропроводки, а также использование электрических проводов или кабелей с неисправной изоляцией применяют УЗО для предотвращения возникновения пожара в случае утечки тока.

Для этих целей применяют устройство защитного отключения (УЗО) с уставкой срабатывания от 300-500 (мА). Такая уставка взята из предварительного расчета тепловой мощности.

При токе утечки равному 500 (мА), тепловая мощность выделяемая на этом участке цепи составляет приблизительно 100 (Вт). Этой мощности достаточно для возгорания материалов (дерево, пластик, бумага), находящихся в месте неисправности.

Рекомендую ознакомиться с моей статьей о том, как правильно выбрать и купить УЗО.

P.S. На этом я хотел бы закончить статью. Выбор за Вами!?

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:

Скорость срабатывания

Несмотря на указанный номинал срабатывания, устройства могут реагировать на его превышение по-разному. Это зависит от время-токовой характеристики. Применяемые в быту типы автоматических выключателей могут иметь маркировку – B, C или D. В первом случае, устройство сработает на превышение номинала в 3-5 раз, во втором – в 5-10 раз, в третьем – в 10-15 раз. При использовании маломощных участков рекомендуется применять чувствительные автоматы. Но использование мощного оборудования, например, станков с электродвигателями или сварочных аппаратов, потребует выключателей типа D, в противном случае автомат может «выбивать» при пиковых нагрузках в работе.

Как правильно подключать проводки к автоматам

Существует большое количество приспособлений, которые позволят облегчить подключение контактов к автоматике. Для того, чтобы выбрать подходящий вариант, мы рассмотрим их детально.

Наконечники на гибкий провод

С целью подключения элементов электрического щита часто используют гибкие провода с множеством проволок, ведь с подсоединением таких контактов справиться даже новичок. Но при этом и здесь существует нюанс.

Как мы уже рассмотрели выше, многие мастера фиксируют жилу зажимом без оконцевания, из-за чего хрупкие проволоки начинают отламываться и контакт слабеет.

Иногда в один зажим возникает необходимость фиксировать сразу два контакта, поэтому с такой целью были изобретены двойные наконечники. Они лучшим образом подходят тогда, когда приходится устанавливать множество перемычек.

Дугообразный загиб

Обычно для подключения жил в зажимы требуется снять 10 миллиметров изоляционного слоя — этого достаточно для того, чтобы сформировать на гонце дугу, которую затем и помещают в клемму. Как показывает практика, большинство электриков при отсутствии наконечников используют такой способ.

В результате удается получить надежный контакт, который не будет ослабляться со временем. Подходит этот способ при наличии монолитной жилы на конце.

Неразрывные перемычки

Когда приходится подсоединить несколько автоматов одним проводом, возникает необходимость использовать гребенку (шину). Тем не менее, она не всегда оказывается под рукой, поэтому сформировать самодельную гребенку можно из провода любого сечения.

Следует согнуть провод таким образом, чтобы получилась гребенка. Затем на месте сгиба необходимо зачистить провода.