Устройство защитного отключения (узо)

Особенности подключения

Принцип работы УЗО в однофазной сети обуславливает особенности его подключения

Важно отметить, что такие устройства предназначены для применения в специфических схемах:

• TN-S
• TN-C-S.

Обязательное условие — правильное подключение к проводке. Только в этом случае, в условиях деформации проводки, потенциал, который регистрируется на корпусе, начнет поступать на землю посредством проводника. Неисправность будет зафиксирована.

Правильно подключение УЗО

Как работает узо в условиях утечки? Потенциал, считающийся опасным, идет в землю, за что отвечает специальная шина. В конструкции реле фиксируются значения, вызванные дисбалансом. Качественное и исправное УЗО сразу же определить имеющиеся неисправности, более того — устройство мгновенно деактивирует схему посредством контактов.

Как работает узо с заземлением в условиях нулевого обрыва? Важно отметить, что в таких условиях реле статического типа от питания отключаются, соответственно, их функционирование приостанавливается. В случае с трехфазной системой, регистрируется перекос, вследствие чего напряжение начинает существенным образом увеличиваться

Если на слабом участке будет зарегистрирована деформация изоляции, то же произойдет уже в конструкции другого корпуса.

Необходимость в защите электросети

Домашняя электросистема – это сложная разветвленная сеть, состоящая из множества контуров – осветительных, розеточных, отдельных силовых и слаботочных. В нее включены все электроустановки, которыми приходится пользоваться ежедневно. Самыми простыми среди них являются розетки и выключатели.

В процессе эксплуатации домашних электроприборов возникают непредвиденные ситуации, результатом которых становится выход из строя отдельных контуров, устройств, а также несчастные случаи.

Причинами неприятностей становятся следующие явления:

• излишняя нагрузка на линии электропитания;
• токи утечки;
• короткие замыкания.

С перегрузкой можно столкнуться, если использовать новое мощное оборудование в квартире со старой проводкой. Кабель не выдерживает суммарной нагрузки, перегревается, оплавляется и выходит из строя.

Великолепный образец необдуманного применения удлинителя китайского производства без предохранителя вкупе с тройниками. Одновременное использование нескольких приборов на одной силовой линии может вызвать оплавление контактов и изоляции, а также возгорание

Опасность возникновения токов утечки появляется, когда изоляция электрокабелей и приборов приходит в негодность, неправильно произведен монтаж или выполнено заземление оборудования.

Если сила тока поднимается выше значения 1,5 мА, воздействие электричества становится ощутимым, а более 2 мА вызывает судороги.

К непоправимым последствиям приводит и короткое замыкание, возникающее из-за непреднамеренного соединения нуля и фазы. Результатом образования электродуги является возгорание отдельного участка проводки, а нередко – окружающих предметов

Чтобы защитить оборудование, собственность, а главное – жизнь и здоровье жильцов, применяют приборы аварийного отключения. Без них современная система электропроводки в квартире или частном доме считается неполноценной и опасной.

Подключение УЗО в квартире

Типовая схема подключения УЗО в квартире приведена на рисунке. Видно, что общее УЗО включается как можно ближе к вводу, но после счетчика и главного (подъездного) автомата.

Там же на врезке показано, что в системе TN-C общее УЗО включать нельзя. При необходимости отдельных УЗО для групп потребителей их включают сразу же ЗА соответствующими автоматами, выделено желтым на рисунке.

Номинальный ток вторичных УЗО берут на ступень-две выше, чем у «своего» автомата: для ВА-101-1/16 – 20 или 25 А; ВА-101-1/32 – 40 или 50 А. Но это в новых домах, а в старых, где защита нужнее всего: земли нет, проводка аховая? Кто-то там обещал просветить на предмет подключения УЗО без земли. Верно, как раз до этого дело и дошло.

• Помните, что:
• Ставить общее УЗО или дифавтомат на квартиру с проводкой TN-C недопустимо.
• Потенциально опасные потребители должны быть защищены отдельными УЗО.
• Защитные проводники розеток или розеточных групп, предназначенных для подключения таких потребителей, должны быть кратчайшим путем заведены на ВХОДНУЮ нулевую клемму УЗО, см. схему справа.
• Допускается каскадное включение УЗО при условии, что верхние (ближние к электровводу УЗО) менее чувствительны, чем оконечные.

Человек сообразительный, но незнакомый с тонкостями электродинамики (чем, кстати, грешат и многие дипломированные электрики-силовики) может возразить: «Погодите, а в чем проблема-то? Ставим общее УЗО, заводим на его входной ноль все РЕ – и готово, защитный проводник не коммутируется, заземлились без земли!»

Так, да не так. Отрезок РЕ с соответствующим отрезком нуля и эквивалентным сопротивлением потребителя R образуют петлю, охватывающую магнитопровод дифтрансформатора, см. принцип работы УЗО-Д. Т.е., на магнитопроводе появляется ПАРАЗИТНАЯ обмотка, нагруженная на R. Хотя R мало (48,4 Ом/кВт), на синусоиде в 50 Гц влиянием паразитной обмотки можно пренебречь: длина волны излучения – 6000 км.

Электромагнитное поле установки и шнура к ней также исключаем из рассмотрения. Первое сосредоточено внутри аппарата, иначе он не пройдет сертификацию и не поступит в продажу. В шнуре же провода проходят вплотную друг к другу, и их поле сосредоточено между ними независимо от частоты, это т. наз. Т-волна.

Но при пробое на корпус электроустановки или при наличии наводок в сети по паразитной петле проскакивает короткий мощный импульс тока.

1. В зависимости от конкретных факторов (просчитать которые точно может только специалист с опытом научной работы и на мощном компьютере) возможны два варианта:
2. «Анти-дифференциальный» эффект: всплеск тока в паразитной обмотке компенсирует разбаланс токов в фазе и нуле и УЗО будет, что называется, мирно сопеть носиком в подушку, когда на проводах уже повисла скрюченная головешка. Случай исключительно редкий, но крайне опасный.
3. Также возможен «супер-дифференциальный» эффект: наводка усиливает разбаланс токов, и УЗО срабатывает без утечки, побуждая хозяина к тягостным размышлениям: почему то и дело выбивает УЗО, если в квартире все исправно?

Величина обоих эффектов сильно зависит от размеров паразитной петли; тут сказывается ее открытость, «антенность». При длине РЕ до полуметра эффекты пренебрежимо малы, но уже при его длине в 2 м вероятность несработки УЗО возрастает до 0,01% По цифрам это мало, но по статистике – 1 шанс из 10 000. Когда речь идет о человеческой жизни, это недопустимо много. А если в квартире без заземления проложена паутина из «защитных» проводников, то чего удивляться, если УЗО «вышибает» при включении зарядки мобильника.

В квартире с повышенной пожароопасностью допустимо, при обязательном наличии индивидуальных УЗО потребителей, включенных по рекомендуемой схеме, ставить и общее ПОЖАРНОЕ УЗО на 100 мА разбаланса и с номинальным током на ступень выше, чем у защитных, независимо от тока отсечки автомата.

В описанном выше примере для хрущевки нужно подключить УЗО и автомат, но не дифавтомат! При выбивании автомата УЗО должно остаться в работе, иначе резко возрастает вероятность несчастного случая.

Поэтому УЗО по номиналу нужно брать на две ступени выше автомата (63 А для разобранного примера), а по разбалансу – на ступень выше оконечных 30 мА (100 мА). Еще раз: в дифавтоматах номинал УЗО делают на ступень выше тока отсечки, поэтому для проводки без земли они не годятся.

Критерии выбора УЗО

При выборе УЗО внимание уделяется нескольким основным параметрам:

• тип расцепления. УЗО, которые устанавливаются в квартирах, обладают 2 типами расцепления – А и АС. Приборы с типом А ориентированы на переменный синусоидальный и постоянный пульсирующий ток, возникающий постепенно или увеличивающийся. Приборы АС создаются для переменного синусоидального тока утечки, появляющегося внезапно;
• число полюсов. Число полюсов в УЗО определяется напряжением в конкретной сети. Чем выше напряжение, тем больше полюсов должен поддерживать выключатель. Для сетей 220В используются двухполюсные модели, для сетей 330В четырех-полюсные;
• ток защиты. Под этим критерием понимается сила тока, пропускаемая УЗО при продолжительном функционировании. Этот показатель равняется или находится на уровень выше по сравнению с УЗО, который предохраняет ту же часть цепи;
• отключающий ток. Параметр указывает на ток утечки, которого достаточно для срабатывания выключателя. У данного критерия есть универсальное значение – 30 миллиампер. Оно предотвращает угрозу пожара и применяется на линиях с повышенной нагрузкой;
• время отключения. Критерий определяет период, который разделяет момент возникновения утечки и момент срабатывания УЗО. Согласно нормам, допустимый период реагирования составляет 0,3 сек. У лучших выключателей скорость отключения увеличена до 0,02 сек.;
• температурный режим. Стандартные УЗО ориентированы на работу при температуре от -3 до +35 градусов. Производители выпускают специальные морозоустойчивые модели, которые эксплуатируются при условиях до -20 градусов.

Видео — На что обратить внимание при покупке УЗО

При покупке УЗО учитывается тип помещения, в которую устанавливается прибор. Для комнат с большим количеством влаги требуются высокочувствительные устройства, которые реагируют на 10 миллиампер. Для остальных комнат подходят приборы на 30 миллиампер. Цена на устройства дифференциально отключения зависит от тока утечки и количества полюсов.

Устройство защитного отключения (УЗО) – описание

Многие люди слышали о том, что существует устройство защитного отключения – УЗО, но, что такое УЗО, для чего оно нужно в электрике, какие функции должно выполнять и можно ли вообще его не использовать в сети, знает не так много человек.

Для того, чтобы получить полное представление о том, что такое узо в электрике, о его функциях, устройстве, принципе работы нужно работать в области электрики, иметь диплом, но общие принципы действия и описание этого устройства сможет понять любой человек.

В большинстве квартир и домов не применяется и не применялось раньше УЗО, поэтому многие и не знают для чего его устанавливать, как оно работает.

Если говорить языком, принятым среди электриков, то УЗО, или устройство защитного отключения, представляет собой механический коммутационный прибор, служащий для автоматического прерывания цепи при превышении тока небаланса заданного значения, возникающего при определенных условиях.

Разные модели УЗО уже довольно давно продаются на рынке, многие профессионалы отлично знакомы с принципом их устройства, работы и активно применяют их при построении электрической проводки. Но многие электрики, хозяева домов и квартир, которые сами занимаются монтажом электрической системы не зная о преимуществах применения УЗО пренебрегают этим мощным средством предназначенным для защиты.

УЗО отлично защищает людей от поражения электричеством в случаях когда произошло нарушение изоляции, при случайных прикосновениях к токопроводящим неизолированным частям различного вида электрического оборудования и защищает имущество от теплового воздействия тока.

Самым вероятным местом поражения током в доме или квартире является кухня и ванная, где установлено очень большое количество электрических приборов, есть естественные заземлители – газовые, водопроводные трубы, мало свободного места и повышенная влажность воздуха.

Что понимается под выражением «утечка тока»? Под этим выражением понимается любой ток проходящий мимо электропроводки или мимо подключенных в сеть приборов. Вот как раз на эту утечку тока и реагирует УЗО, если ток пошел мимо электропроводки или электроприбора УЗО срабатывает и отключает сеть.

Токи утечки обычно имеют малые значения, поэтому защита от короткого замыкания и от перегрузки, которую обеспечивают обычные автоматические выключатели, на токи утечки не реагируют. Как видим, УЗО защищает от пожара, возникающего при замыкании при воспламенении тлеющей изоляции, и от поражения током людей.

Практически каждый человек за свою жизнь подвергался удару током в домашней сети напряжением 220 вольт. Этот ток составляет примерно 4-5 миллиампера, а если бы сила тока была большей, то опасность для здоровья и жизни значительно увеличилась.

Чтобы человека ударило током не обязательно нужно ковыряться в розетке или лезть в распределительный щит, достаточно просто дотронуться до стиральной машинки или холодильника, плойки и других приборов. Но почему так происходит?

Ответ простой – в том случае если в любом электрическом приборе нарушается изоляция токоведущих проводов, они начнут пропускать ток на корпус. То есть корпус прибора окажется под напряжением, а это все равно, что прикоснутся к оголенному проводу.

При прикосновении к такому прибору возникает ток замыкания с землей и если прибор не имеет заземления, то током ударит человека.

В большей части домов и квартир нет возможности заземлить корпуса электрических приборов, это не предусмотрено конструкцией, схемой проводки. От такого удара не сможет защитить никакой супер автоматический выключатель, установленный в щитке.

Гарантию от поражения током в таких случаях дает только применение более надежного и совершенного прибора, каким и является УЗО.

УЗО – это прибор, защищающий от токов утечки путем отключения сети в случае их появления. В случае, когда произойдет выше описанная ситуация с повреждением изоляции какого-либо прибора, то по телу человека, который замыкает цепь фаза-земля ударит током.

Но поскольку сила тока утечки не очень большая, в сравнении с номинальным током, то обычные автоматы этого не чувствуют и не отключатся. А человек в тоже время может и погибнуть при определенных условиях. УЗО, в отличии от автоматов, сразу среагирует на возникновение тока утечки и моментально разорвет цепь.

Что такое узо в электрике

Как обозначается УЗО на схеме?

Для подключаемых УЗО имеется по два общепринятых символа на схемах.

Несмотря на конструктивную сложность, обозначение устройства постарались сделать максимально простым. Лишнего ничего нет, только следующие элементы:

1. Трансформатор дифференциального тока, который схематически изображается как сплюснутое кольцо.
2. Полюса (два для однофазной сети, четыре для трёхфазной сети).
3. Выключатель, действующий на разрыв контактов.

При этом именно полюса имеют два вида обозначения:

• Иногда они рисуются ровными вертикальными линиями в зависимости от количества (две или четыре).
• В других случаях из соображения компактности рисуется одна вертикальная ровная линия, а количество полюсов наносится на неё в виде маленьких косых чёрточек.

Виды УЗО

УЗО бывают разные — трехфазные и однофазные… Но на этом деление УЗО на подклассы не завершается. В настоящий момент на рынке присутствуют 2 принципиально различающиеся категории УЗО:

1. электромеханические (независящие от сети),
2. электронные(зависящие от сети).

Рассмотрим по отдельности принцип действия каждой из категорий.

Электромеханические УЗО

Родоначальники УЗО – электромеханические. В основе принцип точной механики т.е. заглянув внутрь такого УЗО вы не увидите компараторов операционных усилителей, логики и тому подобного.

• Состоит из нескольких основных компонентов:
• Так называемый трансформатор тока нулевой последовательности, его цель отследить ток утечки и передать его с неким Ктр на вторичную обмотку( I 2), I ут= I 2*Ктр (весьма идеализированная формула, однако отражающая суть процесса).
• Чувствительный магнитоэлектрический элемент (запираемый т.е. при срабатывании без внешнего вмешательства не может вернуться в исходное состояние – защелка) – играет роль порогового элемента.
• Реле – обеспечивает расцепление в случае если сработала защелка.

Данный тип УЗО требует высокоточной механики для чувствительного магнитоэлектрического элемента. В настоящий момент всего несколько мировых компаний продают электромеханические УЗО. Их стоимость значительно выше цены на электронные УЗО.

Почему же в большинстве стран мира получили распространение именно электромеханические УЗО? Все очень просто – данный тип УЗО сработает в случае обнаружения тока утечки при любом уровне напряжения в сети.

Почему этот фактор(независимость от уровня напряжения сети) столь важен?

Это вызвано тем что при использовании работоспособного(исправного) электромеханического УЗО мы гарантируем в 100% случаях срабатывание реле и соответственно отключение подачи энергии потребителю.

В электронных УЗО этот параметр тоже велик, но не равен 100%(как будет показано далее это связанно с тем что при определенном уровне напряжения сети схема электронного УЗО окажется не работоспособной), а в нашем случае каждый процент – это возможно человеческие жизни (будь то прямая угроза жизни человека при касании им проводов, либо косвенная, при возникновении пожара от обгорания изоляции).

В большинстве так называемых “развитых” стран электромеханические УЗО – это эталон и устройство обязательное к повсеместному использованию. В нашей стране постепенно идут подвижки в сторону обязательного использования УЗО, однако потребителю в большинстве случаев не дается информации о типе УЗО, что влечет за собой использование дешевых электронных УЗО.

Электронные УЗО

Такими УЗО наводнен любой строительный рынок. Стоимость на электронные УЗО местами ниже чем на электромеханические до 10 раз.

Недостаток таких УЗО, как уже писалось выше, не 100% гарантия при исправном УЗО получить его срабатывание в следствии появления тока утечки. Достоинство – дешевизна и доступность.

В принципе электронное УЗО строится по той же схеме, что и электромеханическое (Рис.1). Разница заключается в том, что место чувствительного магнитоэлектрического элемента занимает элемент сравнения (компаратор, стабилитрон). Для работоспособности такой схемы понадобится выпрямитель, небольшой фильтр,(возможно даже КРЕН).

Т.к. трансформатор тока нулевой последовательности – понижающий (в десятки раз), то также необходима цепочка усиления сигнала, которая кроме полезного сигнала также будет усиливать помеху(или сигнал небаланса присутствующий при нулевом токе утечки). Из вышесказанного очевидно, что момент срабатывании реле, в данном типе УЗО определяется не только током утечки, но и сетевым напряжением.

Если Вы не можете позволить себе электромеханическое УЗО, то брать электронное УЗО все же стоит, т.к. оно обеспечивает срабатывание в большинстве случаев.

Существуют также случаи, когда покупать дорогое электромеханическое УЗО не имеет смысла. Одним из таких случаев является использование при питании квартиры/дома стабилизатора, либо источника бесперебойного питания (ИБП). В этом случае брать электромеханическое УЗО смысла не имеет.

Сразу отмечу, что я веду речь о категориях УЗО их плюсах и минусах, а не о конкретных моделях т.к. Вы можете купить некачественно УЗО как электромеханического так и электронного типов. При покупке спрашивайте сертификат соответствия, т.к. многие электронные УЗО представленные на нашем рынке не сертифицированы.

Как обнаружить участок, в котором есть утечка

Для того, чтобы выяснить причину, почему выбивает УЗО, следует совершить следующие действия:

1. Тщательно проверить правильность подключения. Ошибки при монтаже являются главными причинами срабатывания автоматики.
2. Для проверки каждого участка или электрического прибора, следует отключить автоматические включатели и защиту на каждой линии: кухня, ванная, осветительные приборы, техника.
3. При работающих автоматических выключателях необходимо включить защиту от утечек. Если при работающем изделии выбивает УЗО, значит есть нарушения в работе механизма. Если автоматическая защита не сработала, значит следует проверить следующие механизмы.
4. Для проверки целостности электропроводки, необходимо отключить от питания все электрические приборы в доме, и подключить электричество. Если УЗО срабатывает, значит проблема в электропроводке. Если все работает в обычном режиме, значит причина в технике.

Если утечка в электропроводке, то необходимо проверять всю системуИсточник m.yukle.mobi

Принцип работы УЗО и конструктивные особенности

Принцип работы основан на сравнении нулевого и фазного тока. При исправной изоляции токи, идущие по этим проводам, равны. Оба провода расположены внутри магнитопровода с вторичной обмоткой, подключенной к исполнительному механизму через электромагнитное реле. Причем пока нет утечки, на вторичной обмотке нет напряжения.

Нарушение изоляции или прикосновении человека к фазе, приводит к тому, что токи, проходящие по проводам, становятся разными, это приводит к возникновению общего магнитного потока. Результат – на вторичной обмотке возникает напряжение, срабатывает реле, исполнительный механизм отключает потребителя.

Конструктивно аппарат состоит из магнитопровода, на котором располагается вторичная обмотка. Она подключается к магнитоэлектрическому реле, которое воздействует на размыкающий контакт. Имеется также кнопка для тестирования с помощью, которой имеется возможность искусственно создать небольшой разбаланс токов в цепи. Кнопкой тестирования можно проверить, как работает прибор. Действует принцип имитации утечки за счет подключения добавочного сопротивления.

Наиболее важные характеристики УЗО следующие:

1. Номинальный ток – значение, которое обеспечивает длительную работу аппарата без перебоев.
2. Дифференциальный ток – разница значения в проходящих через магнитопровод проводах.
3. Номинальное напряжение – значение напряжения длительной нормальной работы аппарата.
4. Тип тока – переменный или постоянный.
5. Условный ток КЗ – максимально допустимая величина, которую выдерживает аппарат до момента срабатывания защиты.

Выпускается три типа изделия, применение которых определяется различными по виду токами.

Их маркировка:

• Тип АС – работает на переменном токе.
• Тип А – подходит для работы с переменным и пульсирующим постоянным токами.
• Тип В — работает на переменном и на постоянном пульсирующем токах. Используется дифференциальная составляющая утечки.
• Тип S – для селективной защиты, с временной задержкой для учета времени срабатывания нижестоящих аппаратов защиты.

В обозначение УЗО включают номинальные электрические величины; схема; тип; серия. Для информирования потребителя на него наносится маркировка, повышающая потребительские качества изделия. Используется буквенное обозначение и цифровое.

Рабочие характеристики

Если вы никогда не встречались с УЗО и пытаетесь мысленно нарисовать себе картину, что это такое, достаточно вспомнить обыкновенный автомат.

Аналогично с этим коммутационным аппаратом без УЗО не обходится современная защитная автоматика электросети. Служит устройство для коммутации цепей (то есть отслеживает проходящий по цепи ток и, если обнаружит утечку, разрывает её).

Если посмотреть на корпус, вы обнаружите на нём множество букв и цифр, которые характеризуют устройство. Как они расшифровываются?

• В самом верху указан завод или фирма-производитель устройства.
• Далее следует наименование модели.

• Затем написано цифровое значение рабочего тока (это максимальная величина тока, который может коммутировать данное устройство).
• Следующими указаны стандартные параметры бытовой электрической сети – напряжение 220-230 В, частота – 50 Гц.
• Далее идёт ток утечки (это величина, при котором УЗО сработает).
• Потом обозначается тип устройства (он может быть написан буквами либо нарисован значками, о которых мы поговорим чуть ниже).

• Диапазон рабочих температур. Как правило, для УЗО минимальный предел -25 градусов, максимальный + 40.
• Следующая токовая величина соответствует условному номинальному току КЗ. Эта цифра означает, какой максимальный ток при коротком замыкании выдерживает УЗО, не отключаясь, если при этом ему будет обеспечена защита подходящим автоматом.
• Однолинейная схема УЗО.

Разные производители данные на корпусе могут менять (кто-то добавляет дополнительные характеристики, другие фирмы наоборот, убирают некоторые параметры). Но основная информация указывается всегда, особенно такая важная, как величины токов (утечки и рабочего).

Как правильно выбирать УЗО – на следующем видео:

Как видите характеристик у устройства очень много, в зависимости от них производятся различные виды УЗО. Как и чем они различаются друг от друга, поговорим ниже.

Категории УЗО

УЗО делятся на четыре категории в зависимости от метода управления, назначения, способа монтажа и числа полюсов. Каждое УЗО предусматривает свою сферу применения и ограничения по эксплуатации.