Устройство защитного отключения узо. Устройство защитного отключения (УЗО) Узо принцип действия

Наличие в быту и на производстве множества устройств, работающих от сети переменного напряжения, создает опасность удара электрическим током в некоторых ситуациях. Протекающий через организм человека ток, начиная от некоторого минимального значения, может быть смертельно опасным. Для защиты человека, а также предотвращения поломок оборудования разработаны несколько типов устройств, позволяющих в автоматическом режиме прекратить подачу электрической энергии, в зависимости от изменения заданных предельных параметров.

Одно из таких устройств – устройство защитного отключения, далее УЗО, будет рассматриваться ниже. Будут изучены принцип работы УЗО и схема подключения, а также даны рекомендации по выбору параметров.

Назначение УЗО

Защита реагирует на появление утечки в электрических цепях. При превышении тока свыше порогового значения устройство практически мгновенно размыкает электрическую цепь, снимая питание с аппаратуры. Причин возникновения утечки может быть множество:

Старение изоляции проводов и изменение ее свойств;
Нарушение изоляции посторонними предметами или под действием внешних условий;
Повреждение аппаратуры;
Нарушение контактов.

В быту наиболее опасными в плане появления утечек являются устройства, снабженные водонагревателями:

Бойлеры;
Стиральные и посудомоечные машины;
Электрические котлы отопления.

В перечисленных устройствах имеется нагреватель – ТЭН, который непосредственно контактирует с водой. При перегреве из-за отложений накипи поверхность нагревателя лопается, и вода поступает к нагревательной спирали, вызывая утечку.

Существует некоторая разница в работе УЗО в случае заземленной аппаратуры и такой, которая работает без заземления.

Если устройства заземлены, то повреждение внутри них вызывает утечки на заземляющий проводник, в результате чего срабатывает защита и отключает аппаратуру.

При отсутствии заземления неисправный прибор ничем не выдает своей поломки. Но на его корпусе может присутствовать опасный потенциал. Ток утечки возникает только в случае прикосновения, преднамеренного или случайного. Поэтому очень важен такой параметр, как быстродействие срабатывания.

Работа устройства защитного отключения основывается на измерении разности токов, протекающих в фазном и нулевом проводах сети. В идеальных условиях эта разность равна нулю, но при повреждениях часть тока идет по иному пути, минуя нулевой провод. Таким образом, устройство фиксирует разность, и если она больше нормы, производит отключение цепи.

Принцип работы УЗО в однофазной сети основан на измерении разности токов проводников при помощи дифференциального трансформатора, который представляет собой трансформатор тока с тремя обмотками. По двум из них протекают токи фазного и нулевого проводника, а с третьей, состоящей из большого числа витков, снимают напряжение, пропорциональное разности.

В нормальном состоянии магнитные потоки фазного и нулевого провода взаимно вычитаются, поэтому напряжение на контрольной обмотке отсутствует. Разница токов вызывает появление разностного магнитного потока, который создает ЭДС в витках контрольной обмотки, которая нагружена на высокочувствительное магнитоэлектрическое рале. Реле, в свою очередь, контактами размыкает электрическую цепь.

Обратите внимание! Размыкание цепи приводит к пропаданию тока в обмотках дифференциального трансформатора, но реле при этом не возвращает контакты в замкнутое положение. Разблокировку контактов можно выполнить только вручную.

Принцип работы трехфазных УЗО идентичен однофазному, за исключением того, что в трансформаторе имеется четыре токовых обмотки, поскольку в трехфазной сети при нормальной работе должно соблюдаться равенство суммы фазных токов и тока в нулевом проводе.

Разработка малогабаритных устройств защитного отключения стала возможной после появления материалов с высокой коэрцитивной силой. В противном случае для получения необходимой ЭДС контрольной обмотки требовалось бы значительное количество витков в токовых обмотках.

Важно! УЗО не срабатывает в случае превышения допустимого тока в сети, например, при коротком замыкании. Для этих случаев существуют автоматические выключатели. Другое дело, если фазный провод будет закорочен на заземление. Для УЗО в этом случае нет разницы, утечка ли это или КЗ на землю. Оно сработает.

Для проверки работоспособности в конструкции предусмотрена цепь, которая имитирует утечку. Цепь подключается нажатием кнопки «Тест», в результате чего устройство должно сработать. В действующих сетях такую проверку рекомендуется производить не реже, чем один раз в месяц.

Подключение УЗО

Для защиты от удара электрическим током рекомендуется устанавливать УЗО сразу после счетчика, между ним и автоматическим выключателем данного участка цепи. В идеальном случае УЗО должен устанавливаться на все цепи квартирной проводки, но обычно его устанавливают только там, где без него не обойтись: в цепях кухонь, ванных комнат, то есть там, где высока вероятность появления утечек и неблагоприятные условия в отношении электробезопасности.

Довольно часто можно встретить распределительные щиты, в которых установлено одно УЗО сразу на несколько цепей. Для этого после защитного устройства устанавливаются несколько автоматов, контролирующих соответствующие цепи.

Подключение устройств защиты не отличается сложностью. Главное – четко следовать за соответствием наименований подключаемых клемм и подводимых проводов. На клеммах устройства имеются надписи:

L – клемма подключения фазного провода;
N – клемма подключения нейтрали.

Если перепутать клеммы, то страшного ничего не произойдет, просто возможны ложные срабатывания устройства.

Часто задают вопрос, как правильно подключить УЗО, до автоматов или после них? Можно встретить утверждение, что автоматы необходимы не только для аварийного размыкания цепи, но и для защиты самого УЗО. На самом деле нет никакой разницы, какой будет схема включения, поскольку автоматы рассчитаны на ток, меньший, чем способны выдерживать УЗО, и сработают они раньше, чем защита выйдет из строя. Другое дело в удобстве монтажа. Рассмотрим несколько вариантов:

УЗО и автомат защищают одну цепь, и автомат установлен первым. Тогда провода к электросчетчикам подключаются таким образом: нулевой – подключается сразу к УЗО, а фазный – сначала заводится на автомат. В результате оба провода, идущие к потребителям, подключаются к выходным клеммам УЗО;
То же самое, но автомат установлен последним. Оба провода от счетчика идут к УЗО, а затем фазный – подключается к автомату. Получается, что к потребителю фазный и нулевой проводники будут идти от разных устройств, а это усложняет понимание устройства электрощитка и не исключает путаницы;
Одно УЗО защищает несколько цепей. Здесь единственный верный вариант, когда автоматы установлены после защиты, поскольку только таким образом можно произвести разделение цепей.

Отличия УЗО и дифференциального автомата

Для защиты потребителей в распределительных щитках могут устанавливаться комбинированные устройства, которые совмещают одновременно несколько функций: защиту от короткого замыкания, подобно автоматическому выключателю, и защиту от токов утечки, использующую одинаковый с УЗО принцип работы. Конструктивно это представляет собой два устройства, помещенные в один корпус.

Для неискушенного потребителя внешний вид УЗО и дифавтомата совершенно одинаков. Различить их можно только по маркировке. Для отечественных устройств маркировка УЗО начинается с символов ВД – «выключатель дифференциальный», а дифавтомата с символов АВДТ – «автоматический выключатель дифференциального тока». В импортных изделиях принцип маркировки иной. В любом случае на обоих типах устройств имеется обозначение максимального тока, только на дифавтоматах оно начинается с буквенных символов B , C или D , которые определяют характеристику автоматического выключателя:

16А – устройство защитного отключения с номинальным током 16 А;
С16А – дифференциальный автомат с током срабатывания 16 А.

Более детально все различия можно увидеть на видео, которых много в свободном доступе.

Основное преимущество дифавтоматов – снижение количества точек коммутации, что особенно актуально в сложных электрических щитах с множеством цепей. Пока это единственное достоинство. Недостатков несколько:

Стоимость дифавтомата выше, чем сумма затрат на УЗО и автоматический выключатель;
Замена также выходит дороже, так как в случае раздельной установки защитных устройств замену будет требовать только одно из них;
При срабатывании дифавтомата невозможно определить причину неисправности: короткое замыкание или утечка.

Как выбрать УЗО по параметрам

Основными параметрами устройств защитного отключения являются величина тока срабатывания и номинальный ток. Первая величина определяет значение тока утечки, при котором устройство гарантированно срабатывает, а вторая – характеризует максимальный ток нагрузки, который не приводит к повреждению устройства.

УЗО выпускаются с током срабатывания от 6 до 500 мА. На маркировке обычно указывается значение в амперах из стандартного ряда значений:

0.006А;
0.01А;
0.03А;
0.1А;
0.3А;
0.5А.

Естественное желание каждого – максимально обезопасить себя и близких, установив защиту с минимальным значением тока срабатывания. Но при этом необходимо учитывать состояние электропроводки, поскольку малейшее нарушение характеристик изоляции может вызвать ложные отключения устройством защищаемых цепей.

На практике установлено, что нормальную защиту обеспечивают устройства с током срабатывания 30мА или 0.03А. Значение номинального тока также выбирается из стандартного ряда значений от 6 до 125А.

Обратите внимание! Номинальный ток УЗО должен быть больше, чем ток срабатывания автоматического выключателя.

Электричество не допускает ошибок, поэтому все работы с электрическими сетями, начиная от проектирования и заканчивая монтажом, следует производить только при наличии опыта и навыков, в противном случае безопаснее доверить работу профессионалам, не подвергая себя ненужному риску.

Видео

Понравилось видео? Подписывайтесь на наш канал!

Одним из основных устройств, которое должно быть в электрическом щите каждого потребителя, является устройство защитного отключения (УЗО). В зависимости от номинального тока срабатывания, УЗО может обеспечивать защиту потребителя как от поражения электрическим током, так и от пожара. Для защиты от поражения электрическим током ПУЭ рекомендует применять аппарат с номинальным током утечки не более 30 мА, для защиты от возгорания - до 300 мА. Но в обоих случаях устройство и принцип действия УЗО одинаковы.

Также следует отметить, что существует два типа УЗО: электромеханическое и электронное. Сегодня в нашей статье мы расскажем о том, как устроено и как работает электромеханическое УЗО .

Устройство УЗО

Электромеханическое УЗО состоит из следующих элементов:

корпус УЗО;
верхние и нижние клеммы для подключения провода или кабеля;
дугогасительные камеры, обеспечивающие быстрое гашение дугового разряда, который может образовываться при размыкании контактов;
подвижные контакты;
выпрямитель, предназначенный для преобразования переменного тока в постоянный;
дифференциальный трансформатор, состоящий из первичной обмотки, выполненной в несколько витков силовыми проводами и подключенной к подвижному и неподвижному контактам, и вторичной обмотки из тонкого медного провода, концы которой подключены к выпрямителю;
поляризованное реле, которое в случае обнаружения тока утечки воздействует на механизм расцепления;
рычаг управления со спусковым механизмом;
индикатор дифференциального тока, который появляется в случае срабатывания УЗО;
кнопка "Тест";
подвижный (в виде пружины) и неподвижный контакты кнопки "Тест";
токоограничивающий резистор, обеспечивающий имитацию тока утечки.

Принцип работы электромеханического УЗО

Рассмотрим принцип работы функции "Тест": при нажатии кнопки пружина, соединенная с фазным полюсом, касается пластинки контакта, который подключен к клемме полюса "N" УЗО. При этом ток начинает протекать через токоограничивающий резистор, который имитирует ток утечки и приводит к срабатыванию устройства. Если при нажатии копки «Тест» УЗО не выключилось, это означает, что оно бракованное или же вышло из строя.

Далее рассмотрим принцип работы УЗО . В нормальном режиме при подаче питания к электроприбору через УЗО магнитные поля, создаваемые проводами первичной обмотки, нейтрализуют друг друга. Поэтому на вторичной обмотке напряжение не возникает и ток протекает в штатном режиме.

При появлении тока утечки, например, вследствие пробоя изоляции кабеля, в трансформаторе создается магнитный поток, который вызывает напряжение на вторичной обмотке. В свою очередь напряжение подается через выпрямитель на поляризованное реле, которое в случае превышения предельного значения тока утечки приводит к срабатыванию УЗО.

При отсутствии заземления аппарат не будет реагировать, и работа УЗО будет протекать в штатном режиме до момента возникновения в цепи утечки на землю (например, если потребитель дотронется до металлического корпуса электроприбора). При таком касании возникнет разность токов, которая приведет к мгновенному срабатыванию УЗО.

Таким образом, мы рассказали, как устроено и как работает электромеханическое УЗО. Вы также можете посмотреть наше видео, в котором детально показан принцип работы УЗО в однофазной сети .

Аббревиатура УЗО создана от словосочетания «Устройство защитного отключения», которое определяет назначение прибора, заключающееся в снятии напряжения с подключенной к нему схемы при возникновении случайных пробоев изоляции и образовании через них токов утечек.

Принцип работы

Для работы УЗО используется принцип сравнения входящих в контролируемую часть схемы и выходящих из нее токов на основе дифференциального трансформатора, который переводит первичные величины каждого вектора в строго пропорциональные по углу и направлению вторичные для геометрического сложения.

Метод сравнения можно представить обыкновенными весами или балансиром.

Когда равновесие соблюдено, то все работает нормально, а при его нарушениях изменяется качественное состояние всей системы.

У однофазной цепи сравниваются подходящий к измерительному органу вектор тока фазы и выходящий из нее - нуля. При нормальном режиме работы с надежной целой изоляцией они равны, уравновешивают друг друга. Когда возникает неисправность в схеме и появляется ток утечки, то баланс между рассматриваемыми векторами нарушается на его величину, которая замеряется одной из обмоток трансформатора и передается блоку логики.

Сравнение токов в трехфазной цепи осуществляется по этому же принципу, только через дифференциальный трансформатор пропускаются токи всех трех фаз, а небаланс создается на основе их сравнения. В нормальном режиме работы токи трех фаз при геометрическом сложении сбалансированы, а при нарушениях изоляции любой фазы возникает ток утечки в ней. Его величина определяется суммированием векторов в трансформаторе.

Структурная схема

Упрощенно работу устройства защитного отключения можно по блокам представить структурной схемой.

Небаланс токов из измерительного органа направляется на логическую часть, которая работает по принципу реле:

1. электромеханического;

2. или электронного.

Важно понимать различие между ними. Электронные системы сейчас бурно развиваются и пользуются все большей популярностью по многим причинам. Они имеют широкий функционал, большие возможности, но требуют для работы логики и исполнительного органа электрическое питание, которое обеспечивает специальный блок, подключаемый к основной цепи. Если электричество отключится по различным причинам, то такое УЗО, как правило, не сработает. Исключение составляют редкие электронные модели, оснащенные этой функцией.

Электромеханические реле использует механическую энергию взведенной пружины, которая напоминает по принципу работы обыкновенную мышеловку. Чтобы реле сработало достаточно минимального механического усилия на очуствленный исполнительный элемент.

Как мышка дотрагивается до приманки подготовленной мышеловки, так и возникающий при небалансе в дифференциальном трансформаторе ток от утечки ведет к срабатыванию исполнительного элемента и отключению напряжения со схемы. Для этого в реле встроены силовые контакты в каждую фазу и контакт подготовки тестера.

Любой тип реле обладает определенными преимуществами и недостатками. Электромеханические конструкции надежно работают на протяжении многих десятилетий и хорошо себя зарекомендовали. Они не требует наличия внешнего питания, а электронные модели - зависят от него полностью.

В настоящее время считается общепризнанным, что наиболее эффективной мерой защиты от поражения электрическим током в электроустановках напряжением до 1000 В является устройство защитного отключения (УЗО) по току утечки.

Не возражая против важности этой меры защиты, большинство специалистов на протяжении многих лет ведут споры относительно значений основных параметров УЗО - тока установки, времени срабатывания и надежности. Объясняется это тем, что параметры УЗО тесно связаны с его стоимостью и условиями эксплуатации.

Действительно, чем ниже ток уставки и меньше время срабатывания, чем выше надежность УЗО, тем дороже его стоимость.

Кроме того, чем ниже ток уставки и меньше время срабатывания УЗО, тем жестче требования к изоляции защищаемого участка, поскольку даже незначительное ухудшение ее в условиях эксплуатации может приводить к частым, а в ряде случаев и длительным, ложным отключениям электроустановки, делая тем самым невозможной ее нормальную эксплуатацию.

С другой стороны, чем выше ток уставки УЗО и больше время его срабатывания, тем хуже его защитные свойства.

Конструкция УЗО

Компоновка однофазного УЗО представлена на картинке ниже.

В ней на входные клеммы подводится напряжение, а на выходные - подключается контролируемая схема.

Трехфазное устройство защитного отключения изготовлено так же, но в нем контролируются токи всех фаз.

На представленном рисунке показано четырехпроводное УЗО, хотя в продаже есть трехпроводные конструкции.

Как проверить УЗО

В любой модели конструкции встроена функция проверки работоспособности. Для этого используется блок «Тестер», представляющий собой разомкнутый контакт - кнопку с пружинным самовозвратом и токоограничивающий резистор R. Его величина подобрана для создания минимально достаточного тока, искусственно имитирующего утечку.

При нажатии кнопки «Тест» подключенное в работу УЗО должно отключиться. Если этого не произошло, то его следует браковать, искать поломку и ремонтировать или заменять исправным. Ежемесячное тестирование устройства защитного отключения повышает надежность его эксплуатации.

К слову, исправность электромеханических и отдельных электронных конструкций легко проверить в магазине до покупки. С этой целью достаточно при включенном реле кратковременно подать ток в цепь фазы или нуля от батарейки с любой полярностью подключения по варианту 1 и 2.

Исправное УЗО с электромеханическим реле сработает, а электронные изделия в подавляющем большинстве случаев так не проверить. Им для работы логики нужно питание.

Как подключить УЗО к нагрузке

Устройства защитного отключения разрабатываются для использования в схемах электроснабжения по системе TN-S либо TN-C-S с подключением в электропроводке защитной нулевой шины РЕ, к которой подключаются корпуса всех электрических приборов.

В этой ситуации при нарушении изоляции возникающий на корпусе потенциал сразу стекает через проводник РЕ на землю и орган сравнения вычисляет неисправность.

В нормальном режиме электроснабжения УЗО не отключает нагрузку, поэтому все электроприборы работают оптимально. От тока каждой фазы в магнитопроводе трансформатора наводится свой магнитный поток Ф. Поскольку они равны по величине, но противоположно направлены, то взаимно уничтожают друг друга. Суммарный магнитный поток отсутствует и не может навести в обмотке реле ЭДС.

При возникновении утечки опасный потенциал стекает на землю через защитную шину РЕ. В обмотке реле наводится ЭДС от возникшего небаланса магнитных потоков (токов в фазе и нуле).

Устройство защитного отключения мгновенно вычисляет таким способом неисправность и в доли секунды обесточивает схему силовыми контактами.

Особенности работы УЗО с электромеханическим реле

Использование механической энергии взведенной пружины в отдельных случаях может быть выгоднее, чем применение специального блока для электрического питания логической схемы. Рассмотрим это на примере, когда ноль питающей сети оборван, а фаза поступает.

В такой ситуации статические электронные реле не будут получать питание, а, следовательно, не смогут работать. В то же время в этой ситуации у трехфазной системы возникает перекос фаз и повышение напряжения.

Если произойдет в ослабленном месте пробой изоляции, то потенциал появится на корпусе и будет уходить через РЕ-проводник.

В УЗО с электромеханическим реле защиты отработают нормально от энергии взведенной пружины.

Как работает УЗО в двухпроводной схеме

Неоспоримые преимущества защит от токов утечек в электрооборудовании, выполненном по системе TN-S посредством использования УЗО, привели к их популярности и желанию отдельных владельцев квартир устанавливать УЗО в двухпроводке, не оборудованной РЕ-проводником.

В этой ситуации корпус электроприбора изолирован от земли, не сообщается с ней. Если возникает пробой изоляции, то потенциал фазы появляется на корпусе, не стекает с него. Человек, имеющий контакт с землей и случайно прикоснувшийся к прибору, попадает под действие тока утечки точно так же, как и в ситуации без УЗО.

Однако, в схеме без устройства защитного отключения ток может проходить через тело длительно. Когда же УЗО установлено, то оно почувствует неисправность и отключит напряжение за время уставки в течение долей секунды, чем снизит и степень получения электротравмы.

Таким образом, защита облегчает спасение человека при попадании под напряжение в зданиях, оборудованных по схеме TN-C.

Многие домашние мастера пытаются самостоятельно устанавливать УЗО в старых домах, ожидающих реконструкцию для перехода на систему TN-C-S. При этом в лучшем случае выполняют самодельный контур заземления или просто подключают корпуса электроприборов к водопроводной сети, батареям отопления, железным деталям фундамента.

Такие подключения могут создать критические ситуации при возникающих неисправностях и причинить серьезный ущерб. Работы по созданию контура заземления должны выполняться качественно и контролироваться электрическими замерами. Поэтому их выполняют подготовленные специалисты.

Виды крепления

Большинство УЗО выполняется в стационарном исполнении для крепления на распространенную Din-рейку в электрощитке. Однако, в продаже можно встретить переносные конструкции, которые подключаются в обычную электророзетку, а от них дальше запитывается защищаемый прибор. Они стоят чуть дороже.

В последние десятилетия ассортимент защитных электрических аппаратов дополнился устройствами защитного отключения (УЗО), дифференциальными автоматическими выключателями (дифавтоматами), устройствами защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). Перечисленные аппараты защиты позволяют повысить безопасность эксплуатации электрических сетей. Этот материал посвящен УЗО. Точнее одной из разновидностей устройств защитного отключения - электромеханическому УЗО.

На заметку! Часто УЗО называют устройствами дифференциального тока (УДТ). Это название связано с принципом действия защитных аппаратов. Об устройстве и принципе действия УДТ будет рассказано ниже.

Назначение УЗО

Большинство аппаратов токовой защиты (предохранители, автоматические выключатели и другое) защищают электропроводку и подключенные к ней электроприемники от токов перегрузки и короткого замыкания. Устройства защитного отключения выполняют другие функции. В зависимости от тока срабатывания они обеспечивают защиту людей от поражения электрическим током или предотвращают возникновения пожара.

Каждый электрик знает, что переменный ток промышленной частоты, протекающий через тело человека, становится опасным для здоровья, если его величина превышает 0.01 ампера. Токи свыше 0.1 А опасны смертельно. Поэтому пороговый ток срабатывания (уставка) УЗО защищающего человека от удара током обычно выбирается из номиналов 10 мА или 30 мА. Первая уставка используется для сырых помещений, детских комнат и так далее. Уставка 30 мА применяется для обычных условий.

Для предотвращения пожаров устанавливают аппараты, настроенные на дифференциальные токи, превышающие 300 мА.

Принцип действия электромеханического УЗО

Устройства защитного отключения реагируют на токи утечки, возникающие при нарушении изоляции электропроводки или в момент прикосновения человека к токоведущим частям, находящимся под напряжением. Главной особенностью токов утечки является то, что они нарушают баланс (равенство) токов протекающих через фазные провода и нулевой провод.

Для обнаружения утечки применяется дифференциальный трансформатор. Конструктивно он состоит из:

ферритового кольца служащего магнитопроводом (сердечником);
первичных обмоток, которыми являются фазные проводники и нулевой провод, пропущенные через сердечник;
вторичной (измерительной) обмотки.

При отсутствии токов утечки суммарный магнитный поток, создаваемый в сердечнике трансформатора первичными обмотками, равен нулю. При этом во вторичной обмотке ЭДС отсутствует. В случае возникновения утечки, баланс токов нарушается и во вторичной обмотке начинает наводиться ЭДС. На выводах измерительной обмотки возникает разность потенциалов. Разность потенциалов тем выше, чем больше ток утечки.

На заметку! Электрические защиты, основанные на сравнении токов, называются дифференциальными токовыми защитами .

Напряжение, снятое с вторичной обмотки дифференциального измерительного трансформатора подается на пороговый орган (устройство сравнения). Пороговый орган вырабатывает сигнал отключения при достижении током утечки установленного значения.

В качестве порогового органа в электромеханических отключающих устройствах применяется поляризованное реле. В электронном УЗО устройством сравнения выступает усилитель постоянного тока, выполненный на микросхеме операционного усилителя.

Устройство электромеханического УДТ

Электромеханические УЗО состоят из следующих основных деталей:

корпуса;
контактной системы состоящей из клемм, к которым подключаются питающие провода, подвижных и неподвижных контактов, которыми осуществляется коммутация;
измерительного трансформатора и выпрямителя;
поляризованного реле;
системы механического отключения (расцепителя);
системы гашения электрической дуги;
тестовой кнопки и резистора.

Назначение некоторых элементов

Поляризованное реле

Исполнительным органом в электромеханических устройствах дифференциального тока является поляризованное реле. Поляризованное реле относится к классу бистабильных реле постоянного тока. Оно может находиться как в отключенном, так и во включенном состоянии в отсутствие напряжения на его обмотке. В УЗО на обмотку поляризованного реле поступает выпрямленное напряжение от измерительного трансформатора. При достижении порогового значения происходит переключение реле, которое механически связано с расцепителем. В результате происходит отключение УДТ.

Кнопка «ТЕСТ»

В отличие от автоматических выключателей и других аппаратов защиты, в УЗО имеется возможность выполнения проверки работоспособности устройства. Проверка выполняется нажатием кнопки «Тест». Эта кнопка вместе со специально подобранным резистором образует цепочку, которая имитирует возникновение тока утечки. Концы цепочки соединяются с нулевым и фазным проводом. Проводники цепочки не проходят через кольцевой сердечник дифференциального трансформатора. Поэтому при проведении теста нарушается баланс магнитных потоков в измерительной системе. Номинал резистора выбирают таким образом, чтобы ток искусственной утечки был равен номинальному току срабатывания дифференциальной защиты.

Отличие электронного УЗО от электромеханического УДТ

Электронные и электромеханические устройства защиты отличаются только типом порогового устройства. Как уже отмечалось выше, в электронных аппаратах защиты в качестве порогового устройства используется электронный усилитель, который вырабатывает сигнал отключения. Этот сигнал подается на обычное реле, которое воздействует на механический расцепитель. Электронные компоненты, в отличие от электромеханических реле, обходятся дешевле и имеют меньший технологический разброс. Поэтому электронное УЗО, как правило, стоит меньше электромеханического аппарата защиты.

Люди, не сталкивавшиеся ранее с устройствами защитного отключения, часто задают вопрос: как отличить электромеханическое УЗО от электронного? Отличить устройства можно по маркировке, нанесенной на лицевую часть корпуса аппарата. У всех УЗО на корпусе можно увидеть символическое изображение дифференциального трансформатора. Он изображается в виде эллипса, охватывающего силовые проводники. От трансформатора прочерчивается символическая линия связи, идущая к устройству сравнения. Устройство сравнения изображается в виде прямоугольника или треугольника. Если нарисован треугольник, то это электронное УЗО. Если прямоугольник - это электромеханическое устройство.

Важно! Если на одном или всех изображениях фазных проводников, соединенном с подвижным контактам, есть изгибы в виде дуги или прямоугольного выступа, то вы имеете дело с автоматическим выключателем. Эти изгибы обозначают электромагнитный и тепловой расцепитель соответственно. Если к «изгибам» добавляется измерительный трансформатор и устройство сравнения, то это дифавтомат.

На заметку! У всех УЗО всегда четное число полюсов. Устройства, применяемые в однофазной сети, имеют два полюса - фазу и ноль. Трехфазные УДТ соответственно имеют 4 полюса. Нулевые клеммы всегда маркируются латинской буквой «N».

Вечный спор об УЗО

На форумах электриков не затихают споры на тему: какое устройство защиты лучше использовать, УЗО электронное или электромеханическое?

В принципе функциональных различий между аппаратами с разными пороговыми устройствами нет. Оба типа устройств дифференциального тока с успехом выполняют свои функции. Но дотошные исследователи подметили одну особенность, которой обладает электронное УЗО. Для работы операционного усилителя нужно питание. Оно берется с входных клемм аппарата защиты. Поэтому, в случае обрыва нуля или фазы питающей электронную схему, устройство теряет работоспособность. Электромеханическое УЗО лишено этого недостатка, так как исполнительный орган питается от вторичной обмотки трансформатора. Поэтому при обрыве нулевого провода «электромеханика» все равно сработает в случае возникновения утечки фазы.

Как правильно выбрать УЗО

Вопрос применения электронных и электромеханических аппаратов мы рассмотрели выше. О выборе уставки для разных типов помещений рассказывали тоже. Есть еще один параметр, который следовать учитывать при выборе УДТ. Этот параметр - номинальный рабочий ток. То есть ток, который УЗО выдерживает неограниченное количество времени. При выборе рабочего «номинала» можно следовать простому правилу. Рабочий ток должен быть не ниже рабочего тока автомата, который защищает питающую линию от короткого замыкания и перегрузки.

Как правильно подключать устройства защитного отключения

При подключении устройств защиты от токов утечки необходимо соблюдать несколько базовых правил.

Первое и самое важное. УЗО и дифавтоматы должны эксплуатироваться в сетях с глухозаземленной нейтралью с отдельным заземляющим проводом (трехпроводная или пяти проводная система). При этом корпуса всех электроприемников защищаемых устройствами от токов утеки должны быть надежно заземлены. Заземление может осуществляться через контакты розеток или отдельным проводом «под болт».

Опасно! Никогда не используйте нулевой провод в качестве заземления. Только отдельная земля!

Второе. Необходимо следить за правильностью подключения проводов. Ноль должен подключаться к клеммам, помеченным буквой «N», а фазы к фазным клеммам. Это правило, на первый взгляд неочевидное, связано с подключением тестовой кнопки и электронной схемы защиты.

Третье. Нельзя соединять между собой одноименные проводники защищаемые разными УЗО. Такую ошибку часто совершают неопытные электрики, используя общий ноль для нескольких блоков розеток. Такое соединение при подключении нагрузки моментально приводит к срабатыванию защиты.

Как быстро проверить УЗО не подключая к сети

У каждого аппарата защиты от токов утечки есть тестовая кнопка. С ее помощью легко выполнять периодическую проверку УДТ во время эксплуатации. Для проверки большой партии отключающих устройств, не подключенных к сети, можно воспользоваться обычной пальчиковой батарейкой 1.5 В.

Если ее подключить к одноименным полюсам, (например к клеммам 1-2) исправное устройство сработает мгновенно, так как импульс тока при подключении не будет уравновешен обратным током. УЗО с номинальным током дифференциального расцепителя 10 или 30 мА срабатывают даже от севшей батарейки.

Видео по теме

УЗО – устройство защитного отключения. В настоящее время, УЗО применяется практически везде, а в новостройках оно обязательно.

УЗО мы устанавливаем в квартирных щитках, в электрощитах частных домов. И это, конечно, правильно, только УЗО спасает человека от удара током . Также УЗО защищает нашу квартиру или частный дом от пожаров, которые возникают из-за неисправностей в электропроводке (плохой контакт, разрушение изоляции проводов). На мой взгляд, на такой вопрос, как ставить УЗО или не ставить, ответ может быть только один — УЗО нужно устанавливать в электрощит ОБЯЗАТЕЛЬНО.

Согласно ГОСТ 51326.1-99 «Выключатели автоматические управляемые дифференциальным током бытового и аналогичного назначения без встроенной защиты от сверхтоков» автоматы управляемые диф. током (УЗО) имеют сокращение ВДТ (выключатели дифференциального тока). Такое название УЗО вы можете встретить в технической литературе, в наименовании товаров интернет магазинов. Во Франции УЗО обозначают ID (Шнайдер), в Англии — RCCD’s.

Принцип действия УЗО

Принцип действия УЗО основан на сравнении токов , которые протекают через УЗО, т.е. если своими словами – какая величина тока прошла через УЗО к потребителям, такая же величина тока должна и выйти обратно из УЗО через нулевой проводник. На картинке I 1 – ток в УЗО к электроприемнику, I 2 – ток в УЗО от электроприемника. I 1 = I 2 – это условие выполняется при качественно выполненной электропроводки или нет какого-либо вмешательства в работу электропроводки.

Предположим человек, коснулся какого-то проводника (фаза или ноль), в этом случае человек «забирает» на себя часть тока I∆n, и равенства между I 1 и I 2 уже не будет, т.к. I 1 > I 2 — I∆n. УЗО это почувствует и отключится, тем самым УЗО спасет человека от вероятной смерти из-за поражения током. УЗО обязано срабатывать за 25-40 мсек, чтобы ток, который будет протекать через организм, не увеличился до смертельно-опасного.

УЗО по количеству фаз

УЗО бывают однофазные и трехфазные . Здесь думаю всё понятно, если однофазная сеть, то УЗО однофазное – занимает 2 модуля (фаза и ноль). Если трехфазная сеть, то УЗО трехфазное – занимает 4 модуля (три фазы и ноль).

Отмечу, что в частных домах, где в последнее время подключают по три фазы мощностью 15 кВт, неправильно для защиты человека от поражения электрическим током или пожарной безопасности, устанавливать общее трехфазное УЗО, т.к. при утечке тока на одной из фаз, трехфазное УЗО отключит все три фазы. Трехфазное УЗО устанавливается на отдельных трехфазных потребителей, варочные панели (электроплиты), котлы в частных домах.

Выбор УЗО по номинальному току

Такие известные производители, как ABB и Шнайдер Электрик, выпускают модульные УЗО , которые устанавливаются на дин-рейку, с номинальными токами на 16, 25, 40, 63 А . Номинальный ток УЗО показывает величину тока, которую УЗО может пропускать сколько угодно долго. Вот исходя из этой линейки номинальных токов, и следует выбирать УЗО для электрощита в квартиру или частный дом.

Важно знать, что УЗО не имеет защиты от сверхтоков (токи короткого замыкания, перегруз) и поэтому его следует всегда защищать , номинальный ток которого меньше или равен номинальному току УЗО — это по правилам. Но я подбираю УЗО по-другому, строго на ступень выше автомата .

Объясню почему, автомат, как известно пропускает ток до 1,13 от I ном. бесконечно долго, а в интервале от 1,13-1,45 I ном. в тчение 1 часа. Предположим выбрали мы автомат на 25А и УЗО тоже на 25А. В итоге, в течение целого часа УЗО, которое рассчитано на 25А будет пропускать ток величиной 25*1,45=36А, что будет с УЗО в этом случае я не знаю, но думается, что УЗО на 25А с высокой вероятностью сгорит.

Номинальный ток УЗО указан на его лицевой части.

Встречаются УЗО на номинальные токи и 32А, и 50А, но это китайские УЗО, серьезные бренды, такие как ABB, Шнайдер Электрик или Легранд, УЗО такого номинала не выпускают.

Примеры, как правильно выбрать УЗО по номинальному току:

При этом запомните, что если «сверху» УЗО уже защищено автоматом , номинал которого меньше номинала УЗО, то после этого УЗО можно подключать автоматы, суммой номиналов хоть на 1000 А .

Номинальный отключающий ток УЗО

Номинальный отключающий ток УЗО I∆n (уставка) — это ток при котором УЗО срабатывает (отключается). Величина уставок УЗО — 10 мА, 30 мА, 100 мА, 300 мА, 500 мА. Следует отметить, что ток неотпускания , когда человек уже не может самостоятельно разжать руки и отбросить провод, составляет 30 мА и выше . Поэтому для защиты человека от поражения тока, выбирают УЗО с отключающим током 10 мА или 30 мА.

Номинальный отключающий ток УЗО I∆n или ток утечки также указывается на лицевой панели УЗО.

УЗО 10 мА используют для защиты электроприемников во влажных помещениях или мокрых потребителей, т.е. стиральные и посудомоечные машинки, розетки которые находятся внутри ванны или туалета, свет в ванной, теплый пол в ванной или туалете, свет или розетки на балконах и лоджиях.

СП31-110-2003 п.А.4.15 Для сантехкабин, ванных и душевых рекомендуется устанавливать УЗО с номинальным дифференциальным отключающим током до 10 мА , если на них выделена отдельная линия, в остальных случаях, например при использовании одной линии для сантехкабины, кухни и коридора, следует использовать УЗО с номинальным дифференциальным током до 30 мА.

Т.е. УЗО с уставкой 10 мА устанавливают на отдельный кабель, к которому подключается только стиральная машинка. Но если от кабельной линии еще запитаны другие потребители, например, розетки коридора, кухни, то в этом случае устанавливают УЗО с током срабатывания (уставкой) в 30 мА.

УЗО с током утечки 10 мА у АВВ выпускают только на 16А. У Шнейдер Электрик и Хагер, есть в линейке продукции УЗО на 25/10 мА и 16/10 мА.

УЗО 30 мА устанавливают на стандартные линии, т.е. обычные бытовые розетки, свет в комнатах и т.д.

ПУЭ п.7.1.79. В групповых сетях, питающих штепсельные розетки, следует применять УЗО с номинальным током срабатывания не более 30 мА. Допускается присоединение к одному УЗО нескольких групповых линий через отдельные автоматические выключатели (предохранители).

УЗО 100, 300, 500 мА называют противопожарными, такие УЗО не спасут вас от смертельного удара током, но уберегут квартиру или частный дом от возникновения пожара из-за неисправностей в электропроводке. Такое УЗО на 100-500 мА устанавливаются в вводных щитках, т.е. в начале линии.

В США используют УЗО с номинальным отключающим током 6 мА, в Европе до 30 мА.

Следует отметить, что УЗО отключается в пределах уставки 50-100% , т.е. если у нас УЗО на 30 мА, то отключаться оно должно в пределах 15-30 мА.

Есть проектировщики, которые продвигают двойные диф. защиты «мокрых» потребителей. Это когда, например стиральная машинка, подключена к УЗО 16/10 мА, которое в свою очередь подключено к групповому УЗО 40/30 мА.

В итоге, что мы получим? При малейшем «чихе» стиральной машинки, мы отключаем всю группу автоматов (свет кухни, бойлер и свет комнаты), т.к. в большинстве случаев неизвестно, какое сработает УЗО 25/30 мА или 16/10 мА, либо сработают оба.

Согласно свода правил по проектированию электроустановок жилых и общественных зданий :

СП31-110-2003 п.А.4.2

Но справедливости ради, следует отметить, что если электропродка смонтирована качественно, то УЗО не срабатывают годами. Поэтому в данном случае — последнее слово за заказчиком.

Типы УЗО по принципу срабатывания

По принципу срабатывания УЗО подразделяют на электронные и электромеханические . Электронные УЗО на порядок дешевле, чем электромеханические УЗО. Это объясняется его меньшей надежностью и дешевизной производства. Электронное УЗО «питается» от сети, и работа электронного УЗО зависит от параметров и качества этой самой электросети.

Приведу такой пример, у нас отгорел ноль в этажном щитке, соответственно пропадет питание электронного УЗО и оно не будет работать. И если в этом время произойдет замыкание фазы на корпус прибора, а человек его коснется, то электронное УЗО не сработает, т.к. оно просто напросто не работает, нет питания электроники из-за обрыва нуля. Или если по-простому электроника – это электроника, а китайская электроника – это вдвойне «электроника», которая может отказать в любой момент. Поэтому электромеханическое УЗО, которое не зависит от состояния сети, намного надежнее, чем электронное УЗО.

В основе принципа действия лежит сравнение входящего и выходящего тока УЗО обычного дифференциального трансформатора тока, и если ток не равен и больше уставки (номинальный отключающий ток УЗО в мА), как уже указывалось выше, то УЗО отключается.

По этим схемам можно определить, электронное УЗО или электромеханическое, схемы наносят на корпуса УЗО.

Известные производители, такие как ABB, Шнайдер Электрик, Хагер или Легранд не производят электронных УЗО, только электромеханические УЗО. Я ставлю в свои электрощиты электромеханические УЗО.

Для сравнения электронного и электромеханического УЗО предлагаю фото с их «внутренностями». Я бы выложил электронное УЗО, какого-либо известного бренда, а не китайского, но, как писал выше, АББ, Шнайдер Электрик, Легранд и другие серьезные производители, не выпускают электронных УЗО.

Типы УЗО АС, А, В

В зависимости от типа, УЗО обязано отключаться от разного вида утечек тока, есть УЗО, которые отключают только переменный ток, есть УЗО которые переменный и пульсирующий ток:

Реагирует на мгновенный переменный дифференциальный ток утечки, т.е. это обычные потребители: освещение, теплые полы, холодильники, конвекторы и др. Тип УЗО АС обозначается на панели, это либо буквы АС, либо специальный символ (пиктограмма) или и то и другое вместе.

Реагирует, как на переменный, так и на пульсирующий ток утечки, который может медленно нарастать или возникать внезапно. Это приборы, в которых используются выпрямители и импульсные блоки питания: компьютеры, стиральные машинки, телевизоры, посудомойки, микроволновки, т.е. там, где всем управляет электроника. В некоторых инструкциях на современные электроприборы отдельно указывается, что необходима установка УЗО типа А. Пиктограмма для УЗО тип А выглядит следующим образом

УЗО тип А дороже, чем УЗО тип АС, т.к. «охватывает» бОльшую зону защиты. Но следует отметить, что уровень защиты с УЗО типа АС выше, чем если бы УЗО не было бы вообще.

ПУЭ 7.1.78. В зданиях могут применяться УЗО типа «А», реагирующие как на переменные, так и на пульсирующие токи повреждений, или «АС», реагирующие только на переменные токи утечки. Источником пульсирующего тока являются, например, стиральные машины с регуляторами скорости, регулируемые источники света, телевизоры, видеомагнитофоны, персональные компьютеры и др.

Часто у читателей возникает вопрос: «Какое УЗО поставить на холодильник, стиральную машинку, посудомойку, варочную панель и т.д.?». Самый правильный ответ, вы найдете в инструкциях на бытовую технику.

Но, например, в Европе разрешено устанавливать УЗО только тип А. УЗО тип АС запрещены.

УЗО тип В — редкость в России, их применяют в промышленности, где помимо прочих видов утечек, есть утечки выпрямленного тока, в быту УЗО тип В не применяют.

Задержка отключения (селективность) УЗО

По выдержке времени срабатывания УЗО разделяют на 3 типа:

УЗО без выдержки времени , применяют для защиты человека от поражения током и от возгораний вследствие неисправностей электропроводки. УЗО без выдержки времени устанавливают на линии электроприемников. И являются первой ступенью защиты.

УЗО тип S (селективное) , также его называют противопожарным. Данное УЗО тип S срабатывает с задержкой (0,2-0,5 сек), поэтому человека оно не защищает, а лишь защищает от возникновения пожаров. Противопожарное УЗО устанавливается в начале линии после вводного автомата и защищает вводной кабель и подключение автоматики в щитке, а также является второй ступенью диф. защиты всего дома от пожара.

Определить, что это УЗО селективное, можно по букве «S» на панели, которая и обозначает, что УЗО селективное с выдержкой времени на отключение.

Примеры однофазного селективного противопожарного УЗО ABB с током утечки на 100мА и трехфазного противопожарного УЗО на 300 мА от Шнейдер Электрик.

УЗО тип S выбирают с номинальным током утечки 100-300 мА . Протипожарное УЗО с уставкой 100-300 мА является второй ступенью защиты, а согласно правил, если в схеме установлены на одной линии несколько УЗО, то каждая последующая ступень должна быть с бОльшей выдержкой времени на срабатывание и уставкой по току.

СП31-110-2003 п.А.4.2 При установке УЗО последовательно должны выполняться требования селективности. При двух- и многоступенчатой схемах УЗО, расположенное ближе к источнику питания, должно иметь уставки тока срабатывания и время срабатывания не менее чем в три раза большие, чем у УЗО, расположенного ближе к потребителю.

Если б не было выдержки времени, а на линии у нас стоит два УЗО, одно на 30 мА, другое на 100 мА, то при утечках тока срабатывали бы оба УЗО и УЗО на 100 мА обесточило бы весь дом . Поэтому, чтобы не выбегать в труселях по морозу на улицу и включать противопожарное УЗО в уличном щитке, противопожарное УЗО выбирается с уставкой, достаточной для предотвращения пожара.

УЗО тип G , тоже самое, что и тип S, только с меньшей выдержкой времени 0,06-0,08 сек. УЗО редкие, и ждать их «приезда» приходилось по 2-3 месяца, что для меня очень неудобно,т.к. электрощитки зависают на долгий срок.

Схема подключения УЗО

Питание (электричество) можно подавать, как на нижние, так и на верхние контакты УЗО — это утверждение относится ко всем ведущим производителям электромеханических УЗО.

Пример из инструкции для УЗО ABB F200

Я разделяю схемы подключения УЗО на 2 вида:

Схема подключения трехфазного электродвигателя через УЗО

Часто в комментариях спрашивают о подключении трехфазного двигателя (насоса) через УЗО, вопрос возникает из-за отсутствия в трехфазных электродвигателях нейтрали.

Собственно ничего сложного в этом нет, для корректной работы трехфазного УЗО нулевой проводник мы подключаем на нулевую клемму УЗО со стороны питания, а со стороны двигателя она остается пустая.

УЗО следует проверять не реже, чем 1 раз в месяц. Делается это достаточно просто, достаточно нажать на кнопку «ТЕСТ» , которая есть на любом УЗО.

УЗО обязано отключиться, делать это следует при снятой нагрузке, когда выключены телевизоры, компьютеры, стиральная машинка и т.д., чтобы лишний раз не «дергать» чувствительное оборудование».

Мне нравятся УЗО АББ, у которых как и у выключателей АББ серии S200, есть индикация включенного (красный цвет) или отключенного (зеленый цвет) положения.

Также, как у выключателей ABB S200, есть по два контакта на каждом полюсе сверху и снизу.

Спасибо за внимание.