Виды УЗО
По виду тока, коммутируемого в рабочих цепях, известные образцы УЗО подразделяются на следующие классы:
- Приборы типа «АС» предназначены для работы с переменным током аналоговой формы (синусоида).
- Устройства класса «А» реагируют на синусоидальный переменный и пульсирующий постоянный ток.
- УЗО типа «В» работают со всеми видами токов.
По своей конструкции и способу переключения исполнительного модуля известные защитные приборы делятся на электромеханические и электронные устройства. В первых моделях используются э/м реле обычного типа, в их электронных аналогах – выключатели на полупроводниковых элементах.
Как работает УЗО
УЗО нашло применение как в однофазных квартирных сетях, так и в трехфазных промышленных. Оно предназначено для отключения электропитания в 2 случаях:
- Человек прикоснулся к токоведущей части. Защитное устройство исключает поражение электрическим током.
- Нарушение изоляции проводки и контакт токоведущих частей с землей или корпусом электрического аппарата. Например, стиральной машины, водонагревателя или холодильника.
Принцип действия УЗО
Работа УЗО основана на сравнении токов, протекающих по фазному и нулевому проводникам. Если они равны, все в порядке. Квартира находится под напряжением. Если прикоснуться к фазному проводу, часть тока потечет в землю через тело человека. Это создаст разницу между токами, идущими по L и N проводникам на вводе в квартиру. УЗО срабатывает, если появляются отличия.
УЗО зарекомендовало себя как противопожарное средство. Одна из причин возгорания проводки — это ток, протекающий через поврежденную изоляцию на землю. В месте пробоя выделяется тепло, приводящее к воспламенению кабеля. Если в квартире установлено УЗО, такая ситуация практически невозможна. Когда случится пробой изоляции и замыкание на землю, устройство зафиксирует разницу токов и отключит систему.
Типы УЗО
Перед установкой УЗО в квартире, нужно правильно подобрать подходящее устройство.
Ток утечки может быть стандартным синусоидальным в 50 Гц, но может и пульсирующим или непрерывным постоянным. Вид тока зависит от того, где именно возникла неисправность.
- УЗО АС. Срабатывает при утечке переменного тока, но бывает абсолютно неэффективным при возникновении пульсирующего или полного постоянного тока.
- УЗО А. Работает с переменным и пульсирующим постоянным током. Эти УЗО чувствительнее, но и дороже.
- УЗО В. Работает с переменным, пульсирующим постоянным и постоянным дифференциальным током утечки. Это самая сложная, всесторонняя и комплексная защита.
УЗО типа АС
Важно! Переменный ток утечки обычно возникает при нарушении изоляции проводов. Пульсирующий постоянный – при неисправности преобразователей напряжения, компьютеров, бытовой техники и электроники
Чаще всего системы типа В используются в промышленности. В квартирах применяются УЗО типа А и АС, разница которых в чувствительности и эффективности. Устройства типа А дают более качественную комплексную защиту, ведь почти все приборы дома оснащены импульсными блоками питания. Устройства типа АС дешевле и доступнее.
Но качественные системы справляются с редкими пульсирующими токами. К тому же, вероятность возникновения такой утечки ниже, чем в случае с переменным током. Поэтому если нет возможности установить УЗО А, не стоит пренебрегать устройствами АС.
Электромеханические и электронные УЗО
Устройства защитного отключения бывают электромеханическими или полностью электронными.
Электромеханические состоят из:
- Трансформатора, который отслеживает ток утечки;
- Чувствительного магнитоэлектрического элемента, который используется как порог и самостоятельно не возвращается в исходное состояние при срабатывании;
- Реле, которое обеспечивает расцепление при срабатывании порога.
Такие устройства требуют высокой точности при реализации, поэтому и цены на действительно качественные модели выше, чем на электронные. Их основной плюс в том, что они срабатывают при обнаружении утечки, независимо от уровня напряжения в сети. Реле работает со стопроцентной вероятностью, и точно отключает энергию потребителю. Показатель электронных устройств хотя и высок, но не достигает 100%. На определенном уровне напряжения работоспособность электронной схемы падает.
Электромеханические УЗО – своего рода эталон во многих странах.
Щит с УЗО
Электронные устройства более доступны. Их много, в их цена может быть ниже в 5-10 раз. Основное конструктивное отличие в том, что вместо чувствительного магнитоэлектрического элемента используется альтернативный сравнительный. Например, компаратор. Но нужно понимать, что момент срабатывания реле в такой системе из-за ее конфигурации зависит не только от утечки, но и от сетевого напряжения.
Хотя электронные УЗО не дают такой точности, в большинстве бытовых случаев их достаточно
Поэтому если нет возможности обзавестись дорогим электромеханическим устройством, стоит обратить внимание на вариант попроще
Другая классификация устройств защитного отключения
УЗО отличаются конструкцией, принципом работы, типом тока, выдержкой времени и другими особенностями.
- По принципу работу есть устройства защитного отключения со вспомогательным источником питания или без него;
- По числу полюсов – одно- , двух- , трех- и четырехполюсные;
- По способу монтажа УЗО и автоматов схемы, устройства бывают стационарными и мобильными, с гибкими проводами и удлинителями;
- По типу защиты – со встроенной защитой от сверхтоков, перегрузки, коротких замыканий или без нее;
- По возможности настройки значения отключающего тока – с регулируемым значением, с дискретной или плавной регулировкой, нерегулируемые.
Обозначение узо на однолинейной схеме
В настоящее время, для каждого из используемых в электрике типов узо, а именно двухполюсных – в однофазной сети и четырехполюсных в трехфазной, существует по два наиболее распространённых обозначения, которые встречаются в однолинейных схемах. Все они отражены на изображении ниже:
Для однолинейных схем, обозначение УЗО сделано максимально простым, из него убрано всё лишнее, показаны лишь дифференциальный трансформатор в виде кольца, выключатель, разрывающий контакты и количество полюсов.
При этом, чтобы сделать обозначение максимально компактным, полюса могут отражаться в виде косых черточек, количество которых равно числу полюсов. От сюда и появилось по два варианты обозначений УЗО на схемах.
Схема также, достаточно часто, нанесена и на корпусе устройства защитного отключения, вместе с другими характеристиками, давайте рассмотрим их подробнее.
Виды УЗО
Несмотря на общий принцип работы УЗО, их конструкции могут быть одно- или трехфазными. Кроме того, модели защитных устройств разделяются на электронные и электромеханические. От этих параметров зависит и правильный выбор прибора. Однако, основную роль играет качество того или иного изделия. Поэтому, нельзя определить явное превосходство какой-либо модели.
Выбирая защитное устройство, следует учитывать технические характеристики, от которых зависит, как работает УЗО в дальнейшем. Основным показателем является значение номинального тока. Его расчет производится путем деления максимальной нагрузки на величину фазного напряжения. Большое значение имеет ток срабатывания устройства. В квартире или доме подойдет УЗО на 10мА. В других ситуациях, может использоваться диапазон от 100 до 300мА.
Все защитные устройства классифицируются по большому количеству параметров. Например, приборы, разделяющиеся по токам утечки, представлены следующими типами:
- АС – срабатывает, когда обнаружена утечка переменного тока.
- А – подходит для использования во всех случаях.
- В – применяются в основном на объектах промышленного производства.
Принцип срабатывания также может отличаться:
- Электромеханические устройства, работающие вне зависимости от сетевого напряжения.
- Электронная аппаратура, на работу которой оказывает влияние напряжение сети.
Конструктивно УЗО могут быть двухполюсными, предназначенными для однофазных сетей или четырехполюсными, использующиеся в трехфазных электрических сетях. Классификация позволяет правильно выбрать защитное устройство, более всего подходящее для конкретных условий эксплуатации. Более качественная защита гарантирует безопасную работу с электроприборами и оборудованием.
Ошибки в схемах подключения из-за которых выбивает УЗО
Как было сказано выше УЗО срабатывает на токи утечки, т.е. если сработало УЗО — это значит, что произошло попадание человека под напряжение или по какой либо причине оказалась повреждена изоляция электропроводки или электрооборудования.
Но что если УЗО самопроизвольно срабатывает и при этом повреждений нигде нет, а подключенное электрооборудование исправно? Возможно все дело в одной из следующих ошибок в схеме сети защищаемой УЗО.
Одной из самых распространенных ошибок является объединение нулевого защитного и нулевого рабочего проводника в зоне действия УЗО:
В этом случае величина тока выходящего из сети через УЗО по фазному проводу будет больше чем величина тока возвращающегося в сеть по нулевому проводнику т.к. часть тока будет протекать мимо УЗО по проводнику заземления, что приведет к срабатыванию УЗО.
Так же, часто встречаются случаи использования в качестве нулевого рабочего проводника проводник заземления или стороннюю проводящую заземленную часть (например арматуру здания, систему отопления, водопроводную трубу). Такое, подключение как правило происходит при повреждении нулевого рабочего проводника:
Оба этих случая приводят к тому, что УЗО выбивает, т.к. ток выходящий из сети по фазному проводу ток через УЗО не возвращается обратно в сеть.
Что выбрать
По функциональности между связкой УЗО+АВ и АВДТ разницы нет. Все-таки популярнее первое, оно дешевле, а пользователи чаще желают сэкономить.
Дифференциальный автомат дороже, но и компактнее указанной связки, что имеет значение в ограниченном пространстве распредщитка, а также он подключается немного быстрее, поскольку это не 2 отдельных изделия, а 1 модуль.
УЗО+АВ имеет еще такое преимуществ: если одно из них выйдет из строя замена будет дешевле, достаточно будет поменять только один сломанный аппарат. Кроме того, УЗО целесообразно выбирать, когда уже есть автомат, доставить его к нему.
Нет однозначного ответа, что лучше установить: пользователь должен оценить перечисленные особенности под свои запросы.
Критерии подбора УЗО
При поиске подходящего защитного отключения первым делом смотрят на показатели номинального и дифференциального тока
После этого внимание акцентируют на виде и конструкции аппарата, а также узнают, какой фирмой было произведено УЗО
Номинальный ток
Мастера, специализирующиеся на работе с электричеством, советуют покупать устройство защитного отключения с номинальным током на порядок выше расчётного. Благодаря этому получится добиться надёжности в функционировании выключателя дифференциального тока и долгое время не ремонтировать и не заменять его. Например, для автомата на 40 А целесообразнее выбрать УЗО на 63 А.
Ток утечки
Номинальный дифференциальный отключающий ток УЗО должен иметь значение хотя бы в 3 раза больше тока утечки у цепи электрической техники, предохраняемой от происшествий, т. е. должно выполняться условие IDn> = 3*ID.
Суммарный ток утечки электроустановки ID определяют специальным прибором или рассчитывают, используя определённые данные. Если нет возможности провести измерения, ток утечки рекомендуют определять из расчёта 0,4 мА на 1 А тока нагрузки, а ток утечки цепи — из расчёта 10 мкА на 1 м длины фазного проводника.
Приемлемые значения номинального отключающего тока можно узнать из специальной таблицы.
Таблица: зависимость рекомендуемого значения тока утечки УЗО от номинального тока нагрузки
| Номинальный ток нагрузки в зоне защиты, А | 16 | 25 | 40 | 63 | 80 |
| IDn при работе в зоне защиты одиночного потребителя, мА | 10 | 30 | 30 | 30 | 100 |
| IDn при работе в зоне защиты группы потребителей, мА | 30 | 30 | 30(100) | 100 | 300 |
| IDn УЗО противопожарного назначения на ВРУ, мА | 300 | 300 | 300 | 300 | 300 |
Разновидности устройств защитного отключения
Выключатель дифференциального тока может иметь один из следующих типов:
- AC. Такие устройства реагируют исключительно на переменный электрический ток, то есть рассчитаны на контроль функционирования освещения, тёплого пола и мелкой бытовой техники;На корпус устройства типа AC наносится специальный значок в виде волны (переменный ток)
- A. УЗО этого класса реагируют и на переменный, и на пульсирующий постоянный ток, питающий бытовую технику типа холодильников, системных блоков компьютеров и других приборов под электронным управлением;Прибор типа A маркируется значком, обозначающим оба типа токов, с которыми он может работать
- B. Такие устройства защитного отключения используются только на промышленных предприятиях.
УЗО типа B встречается довольно редко, на его корпусе можно увидеть значок в виде сплошной и пунктирной прямых линий
Конструкция УЗО
Если рассматривать конструкцию устройств защитного отключения, то их делят на следующие виды:
- электронные УЗО со встроенной платой, моментально реагирующей на любые перемены в заданных показателях и отключающей питание от сети, но не способной работать без подачи энергии от наружного источника;
- электромеханические УЗО, отличающиеся надёжностью, поскольку они не нуждаются в питании и легко срабатывают в ответ на появление дифференциального тока.
Производители устройств защитного отключения
Как отмечают электрики, наиболее долговечны и надёжны устройства защитного отключения, производимые под следующими названиями:
- ABB — продукция шведско-швейцарской компании, которая выбилась в лидеры по изготовлению электрических приборов, так как создаёт их качественными и безопасными;Электротехническое оборудование ABB славится своим качеством и надёжностью
- Legrand — французская марка, чьи товары по качеству ничем не уступают компании ABB, но стоят довольно дорого;
- SchneiderElectric — французский бренд, завоевавший симпатии многих специалистов по обслуживанию электроприборов;
- Siemens — огромный концерн, основная специализация которого — изготовление приборов, применяемых в быту (отличается от других фирм меньшим упором на качество товара);
- Moeller — немецкая продукция, отвечающая всем стандартам качества и активно используемая в России;
- IEK — продукция, качество которой приемлемо, а цена — низкая;Изделия под маркой IEK относятся к бюджетному классу с хорошим качеством и приемлемыми ценами
- «Контактор» — фирма с хорошей репутацией на рынке России, поскольку она выпускает приборы на заводе, принадлежащем компании Legrand;
- DEKraft — российская компания, ставшая сравнительно недавно производить электроприборы невысокого качества по низкой цене.
Да будет срач!
Отдельная дисциплина споров – какое УЗО лучше, электромеханическое или электронное. В электромеханическом УЗО для отключения используется энергия дифференциального тока, поэтому оно может сработать при обрыве нулевого проводника, да и в целом не содержит нежной электроники, но содержит нежную механику. Электронное УЗО требует питания для работы электронного усилителя, поэтому при обрыве нуля работать перестает, часто не отключая цепь. У каждой конфигурации есть свои достоинства и недостатки. А для защиты от обрыва нуля я настоятельно рекомендую ставить реле контроля напряжения.
Но так как большинство читателей ждет от меня конкретного ответа – скажу, что это не важно. Есть требования стандартов, есть требуемые характеристики, и конкурентная цена в конце концов
Поэтому производитель дает ровно то, что от него требуют, а вот как получено желаемое – не так важно. А если производитель рукожоп, то отсутствие электроники автоматически не означает, что изделие выйдет годным. Кроме того, УЗО типа B без добавления электроники изготовить не получилось ни у одного производителя.
Для контроля исправности УЗО на передней панели есть кнопочка “тест”, которая замыкая резистором цепь, имитирует появление дифференциального тока. Если УЗО при нажатии на кнопку тест отключилось – то оно исправно. Проверку исправности УЗО производители рекомендуют производить ежемесячно (какие оптимисты!), ну или я реалистично говорю о тесте раз в пол года.
Как возникает ток утечки?
Чуть ниже мы рассмотрим для чего необходимо УЗО, но сначала разберёмся, что такое токовая утечка? Вся работа устройства связана именно с этим понятием.
Если сказать простыми словами, то утечкой тока называют его протекание из фазного проводника в землю по пути, который для этого является нежелательным и совсем непредназначенным. Это может быть корпус электрического оборудования или бытового прибора, прутья металлической арматуры либо водопроводные трубы, сырые оштукатуренные стены.
Токовая утечка возникает при нарушениях изоляции, которые могут произойти по ряду причин:
- старение в результате длительного срока эксплуатации;
- механическое повреждение;
термическое воздействие в случае, когда электрооборудование работает в режиме перегруза.
Опасность токовой утечки состоит в том, что при нарушении изоляции электрической проводки на описанных выше объектах (корпус прибора, водопроводная труба или оштукатуренная сырая стена) появится потенциал. Если человек к ним прикоснётся, то выступит в роли проводника, через который ток будет уходить в землю. Величина этого тока может быть таковой, что вызовет самые печальные последствия, вплоть до смерти.
На видео демонстрация действия УЗО
https://youtube.com/watch?v=VzUGk5m4qEE
Как определить, есть ли в вашем доме токовая утечка? Первым признаком этого явления станет еле ощутимое воздействие электричества, то есть когда вы к чему-то прикасаетесь, вас как бы слегка бьёт током. Наиболее часто это опасное явление наблюдается в ванных комнатах. Для того чтобы гарантировать себе безопасность в собственной же квартире, её надо оборудовать защитными элементами.
Применяют для этой цели УЗО (расшифровываются как устройства защитного отключения) либо дифференциальные автоматы.
Что такое противопожарное УЗО
Умные головы придумали как использовать принцип работы УЗО не только для защиты человека от поражения электротоком при повреждении изоляции. То же устройство можно использовать для предотвращения пожаров. Конструктивно они ничем не отличаются, просто рассчитаны на большие токи утечки.
Как работает УЗО в этом случае? Как известно, при протекании токов температура проводников повышается. При достаточной силе тока нагрев может быть настолько большим, что способен вызвать пожар. Если на вводе в дом поставить аппарат с током утечки 100 мА и выше, человека от поражения электротоком оно не спасет, а вот возникновение пожара очень даже может предотвратить. Как? Вполне может статься, что одно из устройств защиты окажется неисправным. Изоляция фазы будет испорчена, что рано или поздно приведет к пожару. Может оказаться так, что повреждение окажется на незащищенной части линий. Вот в этом случае противопожарное УЗО отключит питание. Это будет значить, что «утекать» стало слишком много и надо провести ревизию проводки: измерить изоляцию, проверить нагрев и т.д.
После счетчика ставят противопожарное УЗО
Ставится противопожарное защитное устройство после счетчика. Если говорить о параметрах, минимальный отключающий ток — 100 мА. Тип — лучше селективный, а вот время выдержки выбирайте сами. Селективность спасет от ложных срабатываний. Ниже, после противопожарного УЗО, ставят защиту на линии, выбирая отключающий ток утечки в зависимости от типа нагрузки.
Если следовать ГОСТу, то на линии освещения, расположенные в помещениях с нормальными условиями эксплуатации установка защитных устройств необязательна. То есть, на линии, которые ведут к освещению, «персональные» УЗО и автоматы можно не ставить.
Технические характеристики и расшифровка обозначений
Обозначение маркировки на корпусе
Любой автомат УЗО, включаемый в действующую электрическую цепь, описывается рабочими характеристиками, основными из которых являются:
- торговая марка и серийный номер;
- тип тока, на который реагирует УЗО: постоянный, переменный или пульсирующий;
- номинальный рабочий ток;
- величина утечки, при которой УЗО отключает питающую цепь;
- рабочее напряжение.
Первый из этих показателей наносится фирмой изготовителем на передней панели корпуса прибора. Торговый бренд защитного устройства удается расшифровать сразу и без особых осложнений, ознакомившись с его символичным обозначением. В качестве примера, иллюстрирующего возможность такой расшифровки, приводятся образцы трех различных фирм, каждом из которых производитель обозначает свою марку и серию. Это изделия от производителей Hager, IEK, а также Schneider Electric.
После обозначения серии на корпусе автомата указывается номинальный ток. Под этим значком понимается его максимальная величина, выдерживаемая электроприбором УЗО длительное время без разрушения. Шкала номинальных токов соответствует стандартному ряду аналогичных значений для защитных автоматов, что позволяет заменить оба эти прибора одним дифференциальным устройством.
Дифференциальный ток УЗО – это значение утечки, при котором данный прибор срабатывает наверняка. Этот показатель наносится на корпус устройства и обозначается как IΔn. Расшифровывается значок стоящими после него цифрами, означающими точнее значение параметра для дифференциальных токов из следующего ряда: 6 – 10 – 30 – 100 – 300 – 500 мА. Рабочее напряжение прибора принимает два значения (220 и 380 Вольт).
Варианты подключения УЗО к однофазной сети с заземлением и без
При монтаже следует придерживаться следующих рекомендаций:
- в схеме подключения не применяется заземляющий проводник;
- питающие проводники следует присоединять только к верхним клеммам;
- нейтральные проводники должны присоединяться только к клеммам, имеющим маркировку N;
- ток нагрузки электросети должен соответствовать рабочему току;
- после монтажа следует измерить сопротивление изоляции всей электросети и протестировать работу аппарата с помощью кнопки «Тест».
Схема подключения с использованием заземленияВариант подключения однофазного устройства без заземления
Watch this video on YouTube
Как работает УЗО?
Ключевой задачей данного устройства является обеспечение защиты человека от поврежденного прибора, часть которого может обладать опасным потенциалом. Фаза и ноль от непосредственного источника питания подключаются на верхние клеммы устройства, а на нижние подключается ноль и фаза, идущие на нагрузку. В данном случае электрический ток течет от источника питания, проходя на прибор через УЗО, после чего он через УЗО опять возвращается в сеть. Можно сделать вывод исходя из этого, что УЗО представляет собой своеобразный контролер, следящий за силой тока на «входе» и «выходе». Тогда, когда показатели на входе и выходе устройства являются разными, то где-то есть утечка. Устройство защитного отключения реагирует на такую утечку крайне оперативно. Обычно на срабатывание и отключение тратится порядка 0.04 секунды.
В адекватно функционирующей электрической сети значительной разницы между входящим и выходящим токами не должно быть. Если объем тока, который входит и выходит, будет одинаковым, то не произойдет никакого отключения. Однако в том случае, когда ток находит иную дорогу для выхода, УЗО в обязательном порядке отключится, остановив подачу электропитания.
Надо также не забывать и о том, что прибор может в значительной степени повысить уровень безопасности электрических установок, однако не в состоянии ликвидировать риск поражения электрического типа либо же пожара. Устройство не может среагировать аварийные ситуации, когда не происходит никаких утечек тока. К примеру, это может быть короткое замыкание либо же перегрузка. Вот на них устройство среагировать не сможет.
Для защиты человека от токовых поражений используется устройство, показатели нормального тока которого варьируется в пределах от 10 до 30 мА. Это обусловлено тем фактором, что ток большего значения может быть летальным для человеческого организма.
В настоящее время изготовители производят УЗО с показателями номинального тока утечки в 100, 300 и 500 мА. Каждый наверняка знает о том, что при силе тока 50 мА у человека не будет возможности освободиться от провода без помощи посторонних. А если значение достигнет 80 мА, то последует моментальная смерть. В действительности для обеспечения нормальной защиты от поражения током УЗО не используется. Оно должно выполнять немного другую задачу.
Необходимость использования устройства с номиналом от 100 мА и более обусловлена тем, что почти в любой системе электрического питания есть так называемые «блуждающие» токи. То есть случается утечка естественных токов. Практически нигде нет идеальной изоляции, из-за чего обычно есть естественная утечка тока.
Устройства защитного отключения, которое рассчитано на показатели утечки в 300 мА, дают возможность исключить возможность возникновения пожара. К примеру, в случае длительной утечки тока с параметрами от 200 до 500 мА будет выделяться значительное количество тепловой энергии, которой может вполне хватить для воспламенения близко находящихся материалов.
По этой причине УЗО первым делом используется для гарантии противопожарной защиты. Устройство с таким номиналом позволяет обеспечить резерв основных УЗО. Они обычно устанавливаются на входе в помещение.
