Какие бывают узо. Как правильно выбрать узо для квартиры или дома. Конструктивные особенности устройств

В этой статье рассмотрим назначение и принцип работы УЗО. Разберёмся, чем отличаются приборы разных типов, определимся, в каких условиях их применяют. Отдельно поговорим о подключении этих защитных устройств.

УЗО — это коммутационный (выключающий) аппарат, который при достижении и превышении дифференциальным током (током утечки) заданного значения размыкает контакты и отключает от питания сеть, или её участок. Это изделие имеет несколько названий: «устройство защитного отключения, управляемое дифференциальным током», «выключатель дифференциального тока», «защитно-отключающее устройство». Так или иначе, но сотни миллионов УЗО, используемых в мире, выполняют две задачи — защищают человека от поражения электрическим током при прямом и непрямом прикосновении и предотвращают возникновение пожара из-за возгорания проводки. Во многих развитых странах применение дифференциальных выключателей является обязательным.

Устройства защитного отключения предназначены нейтрализовать токи при всевозможных повреждениях электроустановок. Несмотря на то, что это лишь часть комплексных мер, в некоторых случаях УЗО остаётся единственным средством защиты, например, при: снижении уровня изоляции, обрыве нулевого защитного проводника или при малых значениях тока замыкания. Так предохранители (автоматы защиты) разрывают цепь при значениях тока (коротких замыканиях или сверхтоках), в несколько раз превышающих критический для человека порог, при котором происходит сбой в работе сердечной мышцы, тогда как УЗО срабатывают за миллисекунды и реагируют даже на самый малый ток.

Смертельно опасным может быть прикосновение к токоведущим элементам в электрическом щите или корпусам электроприборов, которые оказались под напряжением, допустим, при повреждении изоляции, всегда есть риск инструментом повредить оболочки кабелей скрытой проводки. Ток в 5 мА уже ощущается человеком, при 10 мА мышцы сокращаются, и наступает порог «неотпускания», 30 мА вызывает нарушение дыхания, 50 мА становятся причиной аритмии сердца, 100 мА — возможен летальный исход. Вот почему по стандартам США УЗО, предназначенное для защиты людей, должно сработать при токах 4-5 мА, в Европе — 10 мА. В России жёстких нормативов нет — устройства защитного отключения согласно государственным требованиям должны использоваться в металлических строениях или зданиях с металлическим каркасом. Однако после выхода в свет ПУЭ седьмой редакции отношение к УЗО в нашей стране резко изменилось в лучшую сторону

Необходимо отметить, что устройство защитного отключения не может заменить автоматы, защищающие проводку, так как оно «не замечает» неполадки, которые не сопровождаются токами утечки, например, при коротком замыкании между линией и нейтралью.

Принцип работы УЗО

В основе действия любого УЗО лежит мониторинг баланса токов между проводниками, которые в него входят. Возможная разность токов обнаруживается и сравнивается с заданными величинами. Нарушение баланса является показанием для срабатывания исполнительной части (размыкателя).

Основной «следящий» узел УЗО — это дифференциальный трансформатор с тремя обмотками ферромагнитного сердечника: подводящей, отводящей, управляющей. Ток, протекающий через устройство (от фазного проводника, идущего на питание потребителя, до нулевого проводника, идущего от потребителя), возбуждает на обмотках магнитные потоки с противоположными полюсами. Если бытовые приборы, электроустановочные изделия исправны, проводка на защищаемом участке не имеет повреждений, и при этом утечек на землю нет, то сумма токов равна нулю. Если же, например, человек, стоящий на мокром полу, прикоснулся к оголённому проводу, то часть тока пойдёт через его тело в землю, сумма потоков в устройстве будет больше нуля (тока втекает в УЗО больше, чем уходит из него). Появление положительной суммы токов означает, что ток проходит и мимо УЗО, то есть имеет место утечка, повреждение в цепи. В этом случае нарушается баланс в управляющей обмотке трансформатора, возникает сила, которая передаётся на реле ЭДС, разрывающее контакт между линией и нейтралью. Электродвижущая сила может обнаруживаться устройством слежения, что становится сигналом для отключения соленоида (силового электропривода), удерживающего контакты — цепь размыкается.

Типы УЗО

Устройства защитного отключения могут отличаться множеством характеристик, начиная от способа установки и заканчивая общим назначением. Классификация насчитывает сотни типов УЗО, имеющих свои особенности. Предлагаем рассмотреть основные из них, чтобы правильно выбрать устройство, которое будет корректно функционировать в тех или иных условиях.

По характеру тока утечки

По данному критерию УЗО подразделяются на приборы типа АС, А и В. Устройства АС разрывают цепь при утечках переменного тока, если они нарастают внезапно или плавно. Эти УЗО недорогие, они получили наибольшее распространение, считаются приемлемыми для большинства условий эксплуатации.

УЗО типа А срабатывают не только от переменного, но и от пульсирующего постоянного тока, внезапно нарастающего или повышающегося плавно. Такие устройства более предпочтительны для жилых помещений, так как некоторые бытовые приборы являются источником именно постоянного пульсирующего тока, например, компьютеры, регуляторы освещённости, телевизоры, некоторые стиральные машины (все, где есть полупроводниковые блоки питания). Кстати, в инструкциях к некоторым из этих потребителей указывается, что они должны быть подключены только через УЗО типа А. Эти защитные устройства существенно дороже класса АС.

Тип В используется для постоянного, переменного и выпрямленного тока, в основном такие УЗО применяют на промышленных объектах.

По технологии срабатывания

В зависимости от того, по какому принципу разрывается цепь, выделяют УЗО:

электронные
электромеханические

Электромеханические устройства дифференциальной защиты не нуждаются в полноценном питании из общей сети. Они срабатывают только от тока утечки, который приводит в действие высокоточную механическую исполнительную часть. Эти устройства сравнительно дороги, мало производителей их выпускает, но они считаются самыми надёжными, так как работают при всех условиях и не зависимы от параметров питания.

Электронные УЗО в несколько раз дешевле электромеханических, поэтому они составляют львиную долю нашего рынка. Для функционирования этих устройств необходимо внешнее питание, которое «оживляет» его электронику с усилителем. Основная проблема заключается в том, что при перепадах напряжения в сети эффективность электронного УЗО (есть зависимость момента срабатывания) заметно снижается. Кроме того, всегда существует опасность, что прямое или непрямое касание к элементу под напряжением (провод, клемма или корпус прибора) произойдёт, когда нулевой проводник будет повреждён и, соответственно, УЗО будет не запитано — и не сработает. Электронные УЗО защищают не от всех рисков, но от большинства, поэтому если необходимо сэкономить, то это тоже хороший вариант. Также есть смысл не тратиться на электромеханическое устройство, если внутридомовая сеть имеет в своём составе источник бесперебойного питания или стабилизатор напряжения.

По скорости срабатывания (наличие задержки)

Литерой S обозначаются УЗО, которые срабатывают с выставленной задержкой до 0,5 секунды — «селективное». Этот тип устройств позволяет создавать многоуровневые «каскадные» системы защиты с несколькими защищёнными цепями. Каждый аварийный участок сети, в зависимости от поставленных задач и реализации схемы, будет отключаться отдельно, тогда как общее питание в помещение останется. УЗО с индексом G также имеет задержку, но она намного меньше.

1 - вводной кабель; 2 - вводной автомат; 3 - счетчик; 4 - УЗО типа S; 5 - автоматы; 6 - нулевая шина; 7 и 8 - УЗО типа AC; 9 - трехжильная электропроводка; 10 - шина заземления

Селективные УЗО обычно устанавливаются вверху каскада, поэтому при утечках сначала срабатывают неселективные устройства, не обесточивая все цепи, которые защищаются.

Высококачественные современные УЗО, не являющиеся селективными, срабатывают менее чем за 0,1 секунды.

По количеству полюсов

Для трёхфазной сети используются УЗО с четырьмя полюсами. Они защищают несколько однофазных сетей, либо отдельные трёхфазные потребители (электромотор, варочная плита…). В тандеме с таким типом УЗО должен работать четырёхполюсный автомат.

Для однофазной сети жилых помещений обычно применяют устройства с двумя полюсами (линия и нейтраль).

По току утечки

Ток утечки (номинальный отключающий дифференциальный ток или «уставка») при заданных условиях эксплуатации является одним из основных параметров, характеризующих функциональные особенности устройства защитного отключения. Граничным барьером для классификации является ток 30 мА. УЗО, которые срабатывают при меньших точках утечки, считаются такими, что защищают человека от поражения электрическим током. Аппараты, ток срабатывания которых выше 30 мА, считаются противопожарными, так как к ним можно подключить довольно большую нагрузку, но дифференциальные токи, которые они допускают, являются опасными для человека. Иногда УЗО на 30 мА считают универсальными, они получили наибольшее распространение.

Противопожарные УЗО являются первой ступенью защиты, расположенной в распределительном щите , они, как правило, устанавливаются на всю внутридомовую сеть, но могут применяться и для защиты отдельных сверхмощных и опасных потребителей от воспламенения (например, тепловентилятор с открытой спиралью). Ток утечки противопожарных УЗО обычно принимается в 100-300 мА, иногда в качестве противопожарных применяют и приборы на 500 мА. УЗО с меньшим током не могут нормально работать на этих позициях, так как из-за превышения допустимых нагрузок возникают ложные срабатывания.

УЗО с током утечки 10 мА обычно используются во второй или третей ступени защиты, их применяют либо для подключения элементов освещения, либо для отдельных электроприборов, которые располагаются в опасных зонах, например, в ванной, душевой, бассейне... Однако бойлер или стиральную машину запитать через них, скорее всего, не удастся, так как рабочая нагрузка будет ограничиваться 1,8 киловаттами.

Заметим, что номинал по току показывает только нижний предел срабатывания, так УЗО на 30 мА не отключит цепь при утечке, равной 25 мА, но сработает при любых токах, превышающих порог в 30 мА.

С каким током утечки необходимо применить УЗО в конкретном случае? Сначала определяется ток утечки цепи или прибора, это можно сделать измерением или по действующим нормам. Согласно СП 31-110-2003, ток утечки прибора принимается равным 0,4 мА на каждый 1 А его мощности. Сюда добавляется также 10 мкА для каждого метра фазного проводника. Например, для электроприбора мощностью 16 А, запитанный двадцатиметровым проводом, ожидаемый ток утечки нужно принять равным 4,2 мА. Теперь можно подобрать УЗО, но делается это так, чтобы ток утечки прибора составлял не более 33% тока срабатывания устройства защитного отключения. В нашем случае это 12,6 мА. 10-амперный прибор уже не подходит, значит необходимо поставить УЗО с током срабатывания 16 мА.

По рабочему току

Рабочий ток УЗО (или максимально допустимая нагрузка) определяет, сколько и какой мощности потребители можно запитать через это устройство. Данная характеристика показывает ток, который длительное время может проходить через УЗО, не разрушая его.

Расчёт необходимого УЗО производится от характеристик подключенных к нему потребителей. В электросетях жилых помещений часто применяются маломощные УЗО с рабочим током 10 А. Устройства дифференциальной защиты с допустимой нагрузкой 16-32 А считаются среднемощными. Аппараты на 40 А и более — называют мощными.

Примечательно, что на практике прослеживается чёткая зависимость между током отключения и рабочим током. Производители выпускают УЗО, в которых чем выше один показатель, тем выше и другой.

По возможности регулирования номинального тока утечки УЗО бывают:

нерегулируемые
регулируемые (плавная настройка, ступенчатая настройка)

По наличию защиты от короткого замыкания есть УЗО:

с защитой от сверхтоков (дифференциальные автоматы)
с защитой от перегрева
без защиты от сверхтоков

По способу установки УЗО разделяют на:

стационарные в виде автомата, которые монтируются на рейку в монтажном щите;
переносные — смонтированные на удлинителе или в разрыв питающего шнура;
УЗО в розетке (широко применяются в США).

Установка и подключение УЗО

В бытовой сети обычно применяют двухполюсные УЗО, которые занимают на дин-рейке два места (36 мм). Располагают их, как правило, поблизости линий защищаемых цепей, исключение составляют противопожарные устройства с током отключения 100-500 А, которые устанавливаются возле вводного автомата. УЗО могут располагаться также и в групповых ВРУ многоквартирных домов, и этажных щитках частного дома.

Если электропроводка разделена на группы, то рекомендуется установить одно УЗО на вводе и несколько устройств на разные группы, при этом обеспечив их селективность — каскадное отключение. Для этого на каждый следующий ниже ярус устанавливают УЗО с меньшим номиналом по току отключения или большей скоростью отключения.

Подключают УЗО согласно заранее разработанной схемы защиты от токов утечки. Система защиты проектируется в зависимости от выполняемых устройством функций и конкретных характеристик сети. Ниже приводим простую схему подключения УЗО в электроустановку с заземлением, она может применяться для устройства защиты отдельных цепей в многоярусных каскадных системах:

1 - вводной кабель; 2 - вводной автомат; 3 - счетчик; 4 - УЗО; 5 - автоматы; 6 - нулевая шина; 7 - трехжильная электропроводка; 8 - шина заземления; 9 - провод заземления

Как видите, ничего сложного нет, обратим ваше внимание на некоторые моменты:

Для корректной работы УЗО, в защищаемых цепях не должно быть контакта рабочего нулевого проводника с заземлёнными элементами или защитным проводником РЕ. Для каждого из них в щите применяется своя шина (ГОСТ Р 50571.3-94).
Проводник заземления в подключении УЗО «не участвует».
Подключение питания на УЗО производится к верхним клеммам. Разъёмы для ввода фазы на УЗО обычно обозначаются «1», для выхода — «2».
Нейтраль питания (ноль, провод с синей изоляцией) обязательно должен быть подключен к разъёму с обозначением «N». Это правило необходимо соблюдать для УЗО любого бренда, номинала и назначения.
Важнейший момент! Номинальный рабочий ток УЗО должен быть таким же или большим, в сравнении с рабочим током автоматов цепи. Только тогда автоматы смогут защитить дорогостоящие УЗО от перегрузки.
Установленное УЗО необходимо проверить на работоспособность.

Проверяем УЗО

После коммутации всех цепей, внутридомовую сеть необходимо запитать. Если автоматы защиты или УЗО не отключились, значит, короткого замыкания нет, и нулевой проводник с заземлением не контактируют.

Далее следует нажать кнопку «ТЕСТ» или «Т», расположенную на передней панели прибора. Таким образом мы принудительно имитируем возникновение тока утечки. Исправное УЗО должно моментально сработать и обесточить защищаемый участок. Если этого не произошло, то в случае возникновения аварийной ситуации устройство не поможет справиться с проблемой.

Последним этапом проверки можно считать подачу на УЗО нагрузки. Нужно поочерёдно включать все приборы, которые будут работать в конкретной цепи и сети в целом. При возможных неполадках необходимо внести изменения в схему защиты или менять номиналы устройств защитного отключения.

УЗО являются не единственным способом защиты человека от поражения током и перегрузок сетей, которые могут привести к пожару. Но часто именно эти приборы спасают жизни и обеспечивают сохранность имущества граждан.

Турищев Антон, рмнт.ру

К выбору УЗО нужно подходить ответственно, так как оно стоит немалых денег и нужно, чтобы оно в критический момент смогло защитить человека от поражения электрическим током. Поэтому перед тем как идти в магазин нужно все узнать про УЗО, правильно составить схему своего распределительного щита и только потом можно смело бежать за УЗО и в придачу дать пару советов продавцу-консультанту о выборе УЗО.

Для начала вы можете познакомиться с этим устройством поближе. Это узнать что такое УЗО и какие бывают типы УЗО . Также вам обязательно пригодятся схемы подключения УЗО . Если вы это все знаете, то идем дальше и выбираем УЗО в свой распределительный щиток .

На первом этапе нужно определиться со своим бюджетом, который вы можете выделить на это дело. Если вам нужно одно защитное устройство, то берите качественное и надежное устройство, таких производителей, как ABB, Legrand и Schneider Electric. Тут вы отдадите 1500-2000 рублей. Если у вас несколько отходящих линий, и вы хотите на каждую поставить по УЗО, то тогда за качество придется хорошо заплатить. Если не располагаете большим бюджетом, то можно выбрать модели производителей ИЭК или EKF, хотя немного потеряете в надежности и качестве. Они стоят 500-700 рублей. С производителем разобрались, идем дальше…

На фото выше я подробно расписал все необходимые надписи на корпусе, на которые нужно обращать внимание при выборе устройства защитного отключения.

Далее определяемся с величиной тока утечки дифференциального тока. Для защиты людей нужно использовать УЗО с величиной тока утечки 10мА или 30мА. Такой ток не сможет причинить человеку большого вреда. Если в группу розеток, которые защищает одно устройство защитного отключения, вы хотите подключать несколько электроприборов, то сразу выбирайте устройство с током утечки 30мА. Тут УЗО на 10мА может ложно срабатывать из-за естественных утечек в электрооборудовании, от которых никуда не деться. УЗО на 30мА можно ставить на каждую отходящую линию.

Если вы хотите в щитке установить входное УЗО, то для соблюдения селективности нужно выбирать его с током утечки 100мА. Иначе при возникновении неисправности в какой-то линии у вас будет срабатывать групповое и входное УЗО. Еще добиться селективности можно с помощью устройств защитного отключения типов «S» или «G». Они разделяются по времени задержки на срабатывание. Обычное УЗО срабатывает через 0,02-0,03 секунды, типа» «G» через 0,06-0,08 секунд и типа «S» через 0,15-0,5 секунд.

Теперь нужно определиться с величиной номинального тока УЗО. Так как наше устройство используется в паре с автоматическим выключателем (об этом я подробно рассказывал в статье типы УЗО), то смотрим на номинал автомата. Читайте: как правильно рассчитать номинал автоматического выключателя? . УЗО выбираем с током на одну ступень выше тока автомата. Для чего это необходимо? Например, если автомат стоит на 16А, то УЗО ставим на 20А. Почему так? Если вы посмотрите время-токовые характеристики автоматических выключателей , то увидите, что автомату нужно какое-то время, чтобы в нем сработал тепловой расцепитель при возникновении перегрузки. Это означает, что через автомат от нескольких секунд до нескольких минут может протекать повышенный ток. Он же будет протекать и через ваше защитное устройство. Соответственно, что все это время контакты и механизмы УЗО будут подвергаться воздействию тока, на который они не рассчитаны. Так оно начнет греться и со временем могут произойти плачевные последствия, хорошо, если просто сгорит УЗО и не более.

Также обращайте внимание на типы УЗО по роду утечки тока. Выбирайте тип «АС». Он указывается на корпусе самого устройства знаком «~». Такое УЗО срабатывает от утечек переменного тока, что нам и нужно. Типы «А» и «В» более дорогие, редкие в продаже и помимо утечки переменного тока реагируют еще на утечки постоянного тока.

Далее если сеть в доме однофазная, то берите двухполюсное УЗО (2Р). Оно дешевле 4-х полюсного и занимает меньше места, всего 2 модуля. Если в дом приходит 380В, то входное УЗО уже нужно 4-х полюсное (4Р), а на каждую отходящую однофазную линию можно уже ставить 2-х полюсные.

Если все равно остались вопросы в выборе УЗО, то задавайте их в комментариях.

Улыбнемся:

Для чего предназначена бороздка, разделяющая таблетку на две половинки?
- Если электрик болен и не может глотать, таблетку вставляют в попу и закручивают отверткой.

Электрика в современном мире развивается семимильными шагами. Во многих квартирах и жилых домах можно встретить элементы автоматики, которые совсем недавно встречались только на объектах промышленности. Например: реле контроля напряжения, УЗИП, реле контроля фаз. По-прежнему, широко распространённым прибором защиты электросети , является УЗО. Сегодня мы разберём алгоритм действий и выполним миссию под названием, — «Как выбрать УЗО».

УЗО — прибор, анализирующий питающую цепь на утечку тока. Обнаружив неисправность (потери выше нормируемого значения аппарата), устройство отключает электрическую цепь, обеспечивая безопасность потребителей.

Если объяснять более просто, то данный прибор сравнивает величину тока, в двух проводах присоединённых к нагрузке . В «идеальном варианте», он будет одинаковым, а его разность обязана стремиться к нулю при исправной проводке.

В реальности, потери возникают при штатных и нештатных условиях. В штатных ситуациях, потери являются минимальными.

Как выбрать УЗО. Критерии.

Важно грамотно подойти к выбору защитного прибора. Сосредоточите внимание на главных критериях:

Дифференциальный ток утечки. Представляет собой ключевой параметр устройства. Устанавливает допустимую границу утечки.
Номинальный рабочий ток . Эта характеристика, отражает величину тока, которую выдерживает аппарат защиты, выполняя свои задачи в полном объёме;
Напряжение устройства. Чаще всего 230 или 400 В;
Тип УЗО по контролю вида утечки.
Условный номинальный ток короткого замыкания.

Кроме данных основных параметров, существуют ещё и дополнительные, но о них мы расскажем в одной из наших следующих статей.

Как выбрать УЗО по дифференциальному току утечки.

Как Вы узнали из материала выше, существуют нормируемые и не нормируемые утечки. Расчёт нормируемых утечек производится, согласно
п. 7.1.83 (ПУЭ 7) при неизвестных данных :

Анализируя вышесказанное, корректно подобранный прибор не реагирует на нормируемые , но должен максимально быстро отключать сеть при аварийных утечках.

Заводам изготовителям согласно ГОСТ Р 50807 п. 5.4. , рекомендовано: при уровне утечки менее половины номинала устройства, аппарат не должен отключать цепь. То есть аппарат с номиналом утечки 30 мА, при потерях меньше 15 мА, не должен срабатывать. Отключение допустимо в диапазоне 15-30 мА, — этот момент также следует учитывать.

Согласно всё тому же п.7.1.83 (ПУЭ 7) , дифференциальный ток аппарата защиты должен быть в 3 раза выше расчётной нормируемых потерь в сети.

Выбор УЗО по рабочему току.

Важно помнить, что прибор не защищён от коротких замыканий. Следовательно, устройство данного типа необходимо дополнительно защищать стандартным автоматом . Стоит учесть следующее:

Рабочий ток УЗО, выбирают минимум на одну-две ступени выше номинала защитного аппарата (автомата), защищающего данное устройство.

Такой критерий выбора обусловлен некоторыми автоматов, допускающими перегрузки от 13 до 45% в сети в интервале времени от пары минут до часа.

Выбор УЗО по напряжению.

Если сеть однофазная (230 В), то устанавливаем двухполюсное аппарат, если трёхфазная (400 В), то устанавливаем четырёх полюсный аппарат. Но стоит помнить, что устройства защитного отключения бывают двух типов:

Электромеханические (отрабатывает на определённую величину утечки, срабатывание не зависит от наличия напряжения в цепи);
электронные (отрабатывают на определённую величину утечки, если в цепи есть напряжение. Если цепь без напряжения, то прибор не сработает).

Основываясь на вышеизложенном, к приобретению советуем именно электромеханические устройства. Особенно это актуально, если в Вашей электрической сети бывают скачки напряжения.

Выбор УЗО по типу дифференциального тока утечки.

Разделяют на три основных класса (типа):

Класс АС — наиболее распространённые аппараты, отрабатывают при переменной утечке;
класс А — аппараты, которые отрабатывают при потерях переменного и постоянного тока. Стоимость данных аппаратов выше, чем устройств типа АС, но и уровень безопасности также выше;
класс B — отрабатывают на потери переменного, постоянного и выпрямленного тока. Такие приборы не используют в жилых домах.

Выбор УЗО по способности выдерживать УТКЗ.

Величина КЗ является достаточно большой, а автоматический выключатель, не способен молниеносно отключить цепь при возникновении короткого замыкания. Поэтому, немаловажным параметром УЗО, является его способность выдерживать в непродолжительном интервале времени, ток короткого замыкания (КЗ).

Выпускают аппараты со следующими параметрами номинального условного тока короткого замыкания (УТКЗ) Inc:

3000 Ампер (3,5kA);
4500 Ампер (4,5kA);
6000 Ампер (6 kA);
10000 Ампер (10 kA).

Для бытовых сетей вполне достаточно устройств, которые выдерживают номинальный УТКЗ Inc от 4,5 кА до 6 кА.

Как выбрать УЗО по времени срабатывания.

Для корректной работы автоматики, требуется селективность аппаратов защиты. Т.е. чтобы в нештатной ситуации отключался именно повреждённый участок цепи, а не вся цепь. В случае с УЗО, обычно селективность реализовывается за счёт выбора аппаратов с разным номиналом дифференциального тока. Кроме этого, целесообразно использовать аппаратыс разделением по времени срабатывания, для этого можно использовать устройства следующих классов (типов):

Класс АC, А, B — выдержка времени отсутствует. Время срабатывания 0,02- 0,03 секунды;
класс G — задержка при срабатывании от 0,06 до 0,08 секунды;
класс S — задержка при срабатывании от 0,15 до 0,5 секунды;

Как выбрать УЗО. Пример выбора.

Итак, задача выбрать устройство защитного отключения и подобрать к нему защиту для ванной комнаты. Дополнительная информация в ванной комнате установлена стиральная машина с электронным управлением, вытяжной вентилятор и две розетки под прочие нагрузки. Исходные данные:

Суммарный номинальный ток (I cумм. ном.) установленных приборов в ванной — 10 А;
Суммарная длинна (L) кабелей питающих линии от УЗО до потребителей — 40 м., выполнена кабелем ВВГнг 3×1,5 мм2;
В доме наблюдаются редкие скачки напряжения.

Шаг 1. Расчёт нормируемой потерь и подбор номинального тока утечки устройства.

Произведём расчёт:

I норм.ут.= I cумм. ном. x 0,4 + L x 0,01;
I норм.ут.= 10 x 0,4 + 40 x 0,01=4,4 мА;
I ном.ут.уз.= I норм.ут. x 3;
I ном.ут.уз.= 4,4 x 3 =13,2 мА.

Далее необходимо проанализировать рассчитанные данные. Согласно расчётам нормируемая потери в сети — 4,4 миллиампера. Если следовать указаниям нормативных документов, то мы должны использовать аппарат с номинальным размером утечки, минимум в три раза выше нормируемого тока утечки, то есть не менее 13,2 мА. Ближайшее устройство (больше 13,2 мА) в продаже, — это устройство на 30 мА. Однако, в таких пограничных ситуациях, когда расчётный результат очень близок к нижней границеи стоит выбор поставить прибор на 10 мА или 30 мА, я бы Вам рекомендовал использовать всё же прибор на 10 мА. Да, возможно это немного некорректно по отношению к нормативным документам, но значительно более логично с точки зрения безопасности. Выбираем УЗО на 10 мА.

Шаг 2. Выбор типа устройства.

Анализируя параметры сети, лучше выбрать устройство электромеханического типа, ввиду того, что в сети возможны скачки напряжения. Дополнительно, в помещении может возникать повышенная влажность. Данный фактор повышает риски поражения электричеством, следовательно, необходимо выбирать устройство с максимальной степенью надёжности, то естьэлектромеханического типа.

Шаг 3. Выбор номинала защитного автомата. Выбор токового номинала УЗО.

Нам известно, что линия выполнена кабелем ВВГнг 3×1,5. Предел, который способен выдерживать данный кабель без перегрева составляет около 23 А. Также известно, что автоматические выключатели обладают определёнными ВТХ. Данные характеристики допускают определённый уровень перегрузки в сети. Кроме этого известна суммарная номинальная токовая нагрузка в помещении — 10 А. Исходя из известных данных:

Кабельные сети и УЗО защищаем однополюсным или двухполюсным автоматическим выключателем на 13 А — С 13. Данный автомат полностью защищает цепь. При максимальной перегрузке, максимальный ток в цепи, который допустит автомат — 18,85 А. Это ниже 23 А, следовательно, кабель не будет нагреваться и прослужит долго. При токе выше 18,85 А автоматический выключатель отключит сеть. В крайнем случае можно использовать автоматический выключатель С 16, но при больших перегрузках данный автомат, способен допустить незначительный нагрев кабеля.
УЗО выбираем минимум на один номинал выше, то есть в нашем случае, желательно подобрать номинал не ниже 20 А.

Итоговый выбор устройства защитного отключения.

Выбираем УЗО электромеханического типа. Номинальный ток прибора минимум 20 А. Номинальный дифференциальный ток 10 мА. Класс прибора — А. Связано это с тем, что стиральная машина имеет электронные компоненты, питающиеся от постоянного напряжения. В нештатной ситуации, прибор должен максимально быстро отработать, так как помещение с повышенной влажностью. Следовательно, приборы c выдержкой времени даже не рассматриваем. Номинальный УТКЗ, который способен выдержать аппарат, выбираем 6 kA. В качестве защиты используем однополюсный или двухполюсный автоматический выключатель С13. В крайнем случае, — С16.

На этом собственно и всё, надеюсь статья оказалось полезной. В одной из наших следующих статей, мы разберём схемы подключения данного прибора. Поэтому, подписывайтесь на блог, вступайте в наши социальные сети, чтобы не пропустить новые интересные статьи.

УЗО (устройство защитного отключения) – аппарат, предназначенный для коммутации токов в нормальных режимах эксплуатации, а так же для размыкания контактов в случае, когда дифференциальный ток превысит определенное значение.

Под дифференциальным током понимается разность токов в фазном и нулевом проводе, и возникает он в случае утечки тока на землю – например при поражении электрическим током человека. Также токи утечки могут возникать из-за старения изоляции, что, в свою очередь, может привести к нагреву проводки и пожару.

Функцией отключения токов утечки так же обладает дифференциальный автомат. В отличии от УЗО, диф. автомат способен отключать токи короткого замыкания и токи перегрузки. То есть:

Диф. автомат = УЗО + автоматический выключатель

На электрических схемах обозначается следующим образом:

Принцип работы

Внутри УЗО находится дифференциальный трансформатор тока, который реагирует на сумму токов фазного (-ых) и нулевого проводника. В нормальном режиме токи в фазе и нуле (3 фазах и нуле - для 3-х фазного УЗО) компенсируют друг друга и срабатывание не происходит. В случае утечки тока на землю, токи не компенсируют друг друга, во вторичной обмотке трансформатора наведется напряжение и УЗО сработает.

Работает ли УЗО без заземления?

Довольно часто задают вопрос, работает ли УЗО без заземления? Ответ: да, работает. Но стоит обратить внимание, что в случае объединения нулевого рабочего проводника (N) и нулевого защитного (PE) даже в нормальных режимах работы возможна утечка тока на землю, что вызовет ложное срабатывание.

Обратимся к ПУЭ (7 издание) пункт 1.74: «В зоне действия УЗО нулевой рабочий проводник не должен иметь соединений с заземленными элементами и нулевым защитным проводником». Иными словами: УЗО и диф. автомат срабатывает в случае, когда ток в нулевом проводнике меньше, чем в фазном. Такое случается, когда ток стекает на землю, например при поражении человека током или нарушении электрической цепи.

Классификация УЗО

По назначению:

УЗО без встроенной защиты от сверхтоков (ВДТ) - размыкает контакты при увеличении дифференциального тока выше определенного значения;
УЗО с встроенной защитой от сверхтоков (АВДТ) - ВДТ с функцией отключения токов КЗ и токов перегрузки.
В свою очередь, АВДТ подразделяются на группы по характеристике мгновенного расцепления, т.е.: ВДТ - УЗО, АВДТ - диф. автомат.

По способу управления:

УЗО, функционально зависящие от напряжения цепи;
УЗО, функционально не зависящие от напряжения цепи (Размыкающиеся и неразмыкающиеся при исчезновении напряжения в сети).

В зависимости от числа полюсов и токовых путей:

Двухполюсные (однофазные УЗО, подключается фаза и рабочий ноль);
Четырехполюсные (трехфазные УЗО, подключаются 3 фазы и рабочий ноль).

По условиям функционирования при наличии составляющей постоянного тока:

По условиям устойчивости к нежелательному срабатыванию от воздействия импульсов напряжения:

Общего типа - УЗО без выдержки времени.
Типа S-УЗО с выдержкой по времени 0,1-0, 5 сек. Такие УЗО применяются для обеспечения селективности - отключения поврежденной части электрической цепи. Пример: вводное УЗО с выдержкой времени 0,5 сек, УЗО на отходящей линии с выдержкой 0,1 сек. При повреждении на линии через 0,1 сек отключится УЗО на отходящей линии, а вводное отключиться не успеет.

Также УЗО классифицируют по виду установки (стационарного и подвижного исполнения), по способу защиты от внешних факторов (защищенные и незащищенные), по способу монтажа (поверхностный, утопленный или панельно-щитовой монтаж).

Маркировка УЗО

Каждый ВДТ (АВДТ) должен иметь стойкую маркировку с указанием всех или, при малых размерах, части следующих данных:

Наименование изготовителя или торгового знака (марки);
Обозначение типа, каталожного номера или номера серии;
Номинальное(ые) напряжение(я);
Номинальная частота, если ВДТ разработан для частоты, отличной от 50 и/или 60 Гц
Номинальный ток;
Номинальный отключающий дифференциальный ток;
Уставки отключающего дифференциального тока для ВДТ с несколькими значениями отключающего дифференциального тока;
Номинальная наибольшая включающая и отключающая коммутационная способность;
Степень защиты (только в случае ее отличия от IP20);
Рабочее положение, при необходимости;
Номинальная наибольшая дифференциальная включающая и отключающая способность, если она отличается от номинальной наибольшей включающей и отключающей способности;
Символ для устройств типа S;
Указание, что ВДТ функционально зависит от напряжения сети, если это имеет место;
Обозначение органа управления контрольным устройством - буквой Т;
Схема подключения;
Рабочая характеристика при наличии дифференциальных токов с составляющими постоянного тока.

Маркировка должна быть нанесена либо непосредственно на ВДТ, либо на табличке (ах), прикрепленной(ных) к ВДТ, и должна быть расположена так, чтобы быть видимой после установки ВДТ.

Если габариты устройств не позволяют нанести все указанные выше данные, то по крайней мере маркировка по пунктам 5), 6), 14) должна быть видимой после монтажа. Информация по пунктам 1), 2), 3), 10), 11) и 15) может быть нанесена на боковых или задней поверхностях устройства и быть видимой только до установки. Информация по пункту 15) может быть нанесена на внутреннюю поверхность любой крышки, которую нужно снимать для присоединения питающих проводов.

Информация по остальным пунктам должна быть приведена в эксплуатационной документации и каталогах изготовителя.

Выводы, предназначенные исключительно для соединения цепи рабочего нулевого проводника, должны быть обозначены буквой N. Выводы, предназначенные для нулевого защитного проводника, если он имеется, должны обозначаться символом (по ГОСТ 29322).

Пример маркировки

1 - С 16- перед нами диф. автомат с током отключения 16А.
2 - Уставка по дифференциальному току - 100 мА.
3 - Аппарат предназначен для сетей 230 В
4 - Защита от перенапряжений. При повышении напряжении в сети больше 270 В произойдет отключение.
5 - Диф. автомат АС типа, т.е. реагирует лишь на переменную составляющую тока.

Где применяется УЗО?

Для того чтобы ответить, где необходимо использовать УЗО, обратимся к ПУЭ (7 издание), а именно пунктам 7.1.71-7.1.85. Сделаем «выжимку» из этих требований:

УЗО необходимо для отключения поврежденных участков цепи и для предотвращения поражения током человека или возгорания проводки;
УЗО применяется на групповых линиях, питающие штепсельные розетки розетки для переносных электроприемников;
В жилых зданиях УЗО рекомендуется устанавливать на квартирных щитках, допускается их установка на этажных щитках. Для частного дома - в распределительном щитке или ВРУ;
Рекомендуется применять УЗО с функцией отключения сверхтоков (диф. автомат) для линий, питающих штепсельные розетки. В случае если таких линий много, в целях экономии можно использовать после УЗО группу автоматических выключателей. (п. 7.1.79);
Для линий, питающих штепсельные розетки, необходимо применять УЗО с диф. током срабатывания не более 30 мА. (п. 7.1.79). Для защиты от возгорания используются УЗО на 300 мА. Такое УЗО устанавливают после счетчика, до распределения на отходящие линии;
Уставка (предельно допустимое значение параметра) по времени у вводного УЗО должна быть больше в 3 раза, чем уставка УЗО на отходящих линиях. Это обеспечит селективность защиты. То есть при повреждении на отходящей линии, вводное УЗО не успеет сработать, и отключиться лишь поврежденный участок. (п 7.1.73);
УЗО не должно срабатывать при исчезновении в сети напряжения.

Где ставить?

Ставим в распределительных квартирных щитках и щитках частных домов на линии, питающие розетки. Для трехфазных приемников (например, трехфазных станков) применяем четырехполюсное (3-х фазное) УЗО, для однофазных – двухполюсное (однофазное) УЗО. Применять 3-х фазное УЗО для 3 отходящих линий нельзя. Несимметричная нагрузка вызовет ложное срабатывание УЗО (например, после 3-х фазного УЗО, фазы ушли на разные постройки).

ВАЖНО!
Нельзя применять УЗО для оборудования, отключение которого может повлечь опасные для потребителя ситуации. Например, отключение пожарной сигнализации и автоматики (см. ПУЭ 7 издание п 7.1.81.). Дело в том, что после УЗО идут несколько групп автоматов, и при повреждении на одной из групп будут погашены все линии. Таким образом, наиболее важное оборудование будет отключено.

Дифференциальный автомат или УЗО?

Дифференциальный автомат от УЗО можно отличить следующими способами:

Выбор УЗО

В большинстве случаев подойдет следующее решение: после вводного автомата устанавливаем УЗО 100 мА, а на отходящие линии - 30 мА. На отдельную линию во влажное помещение, например в ванную комнату, устанавливаем УЗО на 10 мА. Номинальный ток УЗО должен быть не меньше тока автомата, устанавливаемого перед УЗО.

УЗО электромеханическое или электронное?

Для бытового использования вполне подойдут электромеханические УЗО, кроме того они дешевле электронных и не требуют внешнего питания для их функционирования. В следующем видео автор демонстрирует способ определения типа УЗО.

Когда применять адаптер с УЗО?

В старых квартирах, деревенских домах, дачах не всегда имеется заземление, и как следствие УЗО не предусмотрено. Поэтому для обеспечения безопасности при использовании электрооборудования можно применять адаптер с УЗО.

Используется обычно для кухонных плиток, водонагревателей, стиральных машин – электрооборудования с металлическим корпусом и сложной схемой./>

В большинстве случаев подойдет адаптер на 16 А с током срабатывания на 30 мА.

Схема однофазного подключения

Для простоты, наглядности и наиболее легкого восприятия на схеме изображены 2 линии. Подобные схемы обычно применяются в квартирах многоэтажек. Пусть с 1 линии питается электрическая плита, а со второй – ванная комната. Из соображений безопасности, для влажного помещения выбрали УЗО с меньшим диф. током. Приведенная схема обеспечивает селективное защитное отключение (избирательное). Например, при повреждении в эл. плитке (линия 1) сработает УЗО 30 мА. При этом ванная комната (линия 2) останется в работе. Так же и в обратном случае. В случае пожара, плавки проводов, ток утечки будет расти. По мере его увеличения последовательно отключатся сначала линия 2, потом линия 1. Когда диф. ток превысит значение в 100 мА, сработает вводное УЗО и отключит ввод. УЗО 100 мА называют противопожарным./>

Схема трёхфазного подключения

Привожу пример подключения 3-х фазного УЗО в ВРУ (вводном распределительном устройстве) частного жилого дома. Предусмотрено 3-х фазное подключение т.к. предполагается, что в доме есть 3-х фазная нагрузка (станки, электротопление, насосы). Разрешенная мощность для жилых домов физ. лиц 15 кВт, мощность ограничена вводным автоматом на 25 А. Для простоты и наглядности привожу по одному 3-х фазному и 1 фазному подключению. Предполагается, что подключена баня, сарай (схема подключения идентична схеме подключения дома). В качестве вводного использую УЗО на 100 мА (противопожарное) с выдержкой времени. Выдержка времени нужна для избирательного отключения построек, т.к. на каждую постройку есть свое противопожарное УЗО на 100 мА без выдержек, за которым следуют защитные (10 мА и 30 мА)./>

Видео о правильном подключении УЗО на примере квартирного щитка:

Основные проблемы

Ниже приведены основные проблемы, которые принято обычно связывают с неправильной работой УЗО.

Срабатывает УЗО на водонагревателе

При диагностировании такого случая, для начала, необходимо исключить неисправность в самом устройстве защиты или старение изоляции проводки. Для этого достаточно подключить любой другой прибор в линию, питающую водонагреватель. В случае, если отключения не произошло, необходимо искать проблему в водонагревателе.

Почему выбивает УЗО на водонагревателе?
Основная причина - нарушение электрической цепи внутри бойлера. Как показывает практика, наиболее распространенное явление – нарушение изоляции питающего провода внутри корпуса. Неизолированный провод касается металлического корпуса водонагревателя и цепь замыкается через землю. То есть ток в обратном проводе становится меньше чем в прямом, что вызывает срабатывание УЗО. Рассмотрим схему:

В исправном бойлере нет тока утечки на землю (РЕ) потому что нет электрической связи с корпусом. Поэтому ток в фазном и нулевом проводе одинаков - УЗО не срабатывает. Теперь рассмотрим случай повреждения цепи внутри водонагревателя:

Теперь пришло время закрепить полученную информацию на конкретном примере.

В жилых квартирах и домах желательно использовать устройства защитного отключения, установленные в два уровня:

1 уровень. На вводе в квартиру сразу после вводного автоматического выключателя желательно установить противопожарное УЗО на 100 или 300 мА (для защиты от возможного возгорания при повреждении и естественном старении изоляции).

2 уровень. Для того, чтобы обеспечить лучшую электробезопасность и одновременно с этим максимальную бесперебойность электроснабжения желательно устанавливать отдельное УЗО на каждую группу потребителей. Для этих целей применяются УЗО с уставкой по току утечки 10 и 30мА.

Итак, давайте рассмотрим вопрос выбора и расчета УЗО на конкретном примере.

Предположим, что у нас имеется жилой дом, в котором электропроводка проводка разделена на следующие группы потребителей:

— на вводе установлен двухполюсный автомат С32. Дом новый, ввод выполнен кабелем 3х6 мм2, трансформаторная подстанция находится в нескольких кварталах.

— стиральная машина: автомат С16, кабель 3х2,5 мм2 длиной 8м, мощность 1850 Вт;

— кондиционер: автомат С16, кабель 3х2,5 мм2 длиной 12м, мощность 1800 Вт;

— розетки кухни: автомат С16, кабель 3х2,5 мм2 длиной 8м, мощность 3000 Вт;

— розетки комнаты 1: автомат С16, кабель 3х2,5 мм2 длиной 9м, мощность 2000 Вт;

— розетки комнаты 2: автомат С16, кабель 3х2,5 мм2 длиной 12м, мощность 2000 Вт;

— освещение: автомат В10, кабель 3х1,5 мм2 длиной 19м, мощность 900 Вт;

Давайте дополним имеющуюся схему электропроводки жилого дома устройствами защитного отключения.

Начнем расчет со стиральной машины, она выполнена отдельной и работает во влажной среде.

Как мы помним, приблизительное значение тока утечки в электроустановке, который складывается из тока утечки в электроприемнике и тока утечки в сети, можно рассчитать по формуле:

IΔ= IΔэп + IΔсети =0,4 Iрасч+0,01Lпровода, где

IΔэп — ток утечки электроприемника, мА;

IΔсети — ток утечки сети, мА;

Iрасч — расчетный ток нагрузки в цепи (расчет в разделе по АВ), А;

Lпровода — длина фазного проводника, м.

IΔ=0,4х1850/220+0,01х8=3,45 мА.

Ток должен быть как минимум в три раза больше суммарного тока утечки защищаемой цепи электроустановки IΔ:

IΔn > = 3 IΔ.

3 IΔ=3х3,45=10,35 мА.

Для влажных групп, выполненных отдельной линией, устанавливается УЗО с уставкой 10 мА. В нашем случае расчетное значение уставки УЗО получилось практически равным 10 мА, поэтому для стиральной машины выбираем УЗО с номинальным дифференциальным отключающим током 10 мА.

УЗО с уставкой по дифференциальному току 10 мА обычно выпускаются на номинальный ток не более 16 А, поэтому выбираем номинальный ток УЗО равным номиналу автомата, т.е. 16А.

Поскольку электропроводка однофазная, УЗО выбираем двухполюсное; тип А, электромеханическое, с номинальным условным током короткого замыкания Inc=6000 А.

Если позволяют средства и есть возможность установки электрощита на большое количество модулей, тогда желательно устанавливать отдельное УЗО на каждую группу потребителей. Для них использовать УЗО с уставкой по дифференциальному току 30 мА.

По той же формуле, что мы рассчитывали для стиральной машины, можно провести расчет суммарного тока утечки для каждой группы, чтобы проверить, не будет ли он превышать одной трети от уставки УЗО. Т.е. трети от 30 мА – это 10мА. Если по расчету превышает, тогда, возможно, придется разделить группу на две.

На практике часто поступают иначе. Все приборы в электросети квартиры одновременно не подключаются, поскольку общая мощность ограничена вводным . В нашем примере 32А для провода сечением 6 мм2 — это 7 кВт. Квартира небольшая – 2 комнаты. Поэтому для оставшихся групп, кроме стиральной машины, можно попробовать установить одно общее УЗО с уставкой по дифференциальному току 30 мА.

Номинальный ток УЗО выбрать на ступень больше номинала вводного автомата, т.е. 40 А. Поскольку сумма номиналов автоматов по группам превышает номинал вводного автомата.

Если УЗО будет срабатывать, тогда для оставшихся групп потребителей вместо одного УЗО на 30 мА, установить два на 30 мА. Например, объединить розетки кухни и освещение под одним УЗО, а розетки двух комнат и кондиционер – под другим. Возможно, группу освещения вывести из-под защиты УЗО.

Этого обычно бывает достаточно для нормального функционирования УЗО. Недостаток такой схемы, что в случае срабатывания УЗО, обесточиваются все группы, которые оно защищает, и усложняется поиск неисправности, приведшей к отключению УЗО.

После вводного автомата можно установить противопожарное УЗО с уставкой по дифференциальному току 100 мА и номинальным током 40 А.

Селективность по номинальному отключающему дифференциальному току будет соблюдена, поскольку 100 мА более чем в три раза больше, чем 30 мА (УЗО 2-го уровня, установленных в группах). Для обеспечения селективности по времени, необходимо использовать вводное УЗО типа S.

Поскольку электропроводка однофазная, все УЗО выбираем двухполюсные. Групповые УЗО 2-го уровня выбираем с номинальным условным током короткого замыкания Inc=6000 А, электромеханические, типа А.

Для вводного УЗО номинальный условный ток короткого замыкания Inc выбираем 10000 А, поскольку дом новый, рядом ТП, при аварии возможны большие значения токов короткого замыкания.

Выбираем все УЗО одой марки, для примера АВВ.

В результате расчетов у нас получилась следующая схема:

— первый вариант, если используются два групповых УЗО;

— второй вариант, если используются три групповых УЗО.

Смотрите подробное пошаговое видео Как выбрать УЗО. Пример расчета: