Варианты защиты для однофазной сети
О необходимости монтажа комплекта защитных приборов упоминают производители мощной бытовой техники. Нередко в сопроводительной документации к стиралке, электроплите, посудомойке или бойлеру указано, какие устройства необходимо дополнительно установить в сеть.
Учитывая количество различных контуров, обслуживающие розетки, выключатели, технику, максимально нагружающую сеть, можно сказать, что схем подключения УЗО бесконечное множество. В бытовых условиях можно даже установить розетку со встроенным УЗО.
Далее рассмотрим популярные варианты подключения, которые являются основными.
Вариант #1 – общее УЗО для 1-фазной сети.
Место УЗО – на входе силовой линии в квартиру (дом). Его устанавливают между общим 2-полюсным автоматом и комплектом автоматов для обслуживания различных электролиний — осветительных и розеточных контуров, отдельных ответвлений для бытовой техники и др.
Предположим, что произошла утечка тока из-за соприкосновения фазного провода с включенным в сеть металлическим прибором. УЗО срабатывает, напряжение в системе пропадает, и найти причину отключения будет довольно сложно.
Положительная сторона касается экономии: один прибор стоит дешевле, да и места в электрощите занимает меньше.
Вариант #2 – общее УЗО для 1-фазной сети + счетчик.
Отличительной чертой схемы является наличие прибора учета электроэнергии, установка которого обязательна.
Защита от утечки тока так же подключается к автоматам, но на входящей линии к ней присоединен счетчик.
Преимущества такого расположения те же, что и у предыдущего решения – экономия пространства на электрощите и денег. Недостаток – сложность обнаружения места утечки тока.
Вариант #3 – общее УЗО для 1-фазной сети + групповые УЗО.
Схема является одной из усложненных разновидностей предыдущего варианта.
Благодаря установке дополнительных приборов на каждый рабочий контур защита от токов утечки становится двойной. С точки зрения безопасности — это отличный вариант.
Чтобы сразу не срабатывали оба аппарата (частный и общий), необходимо соблюдать селективность, то есть при установке учитывать и время срабатывания, и токовые характеристики приборов.
Положительная сторона схемы – в аварийной ситуации отключится один контур. Крайне редко происходят случаи, когда отключается вся сеть.
Это может произойти, если установленное на конкретной линии УЗО:
- бракованное;
- вышло из строя;
- не соответствует нагрузке.
Чтобы подобных ситуаций не возникало, рекомендуем ознакомиться с методами проверки УЗО на работоспособность.
Минусы – загруженность электрощитка множеством однотипных приборов и дополнительные траты.
Вариант #4 – 1-фазная сеть + групповые УЗО.
Практика показала, что схема без монтажа общего УЗО тоже неплохо функционирует.
Конечно, страховки от несрабатывания одной защиты нет, но это легко исправить, купив более дорогостоящее устройство от производителя, которому можно доверять.
С точки зрения экономии, электромонтаж нескольких устройств проигрывает – один общий обошелся бы намного дешевле.
Если в вашей квартире электросеть не заземлена, рекомендуем ознакомиться со схемами подключения УЗО без заземления.
Возможные конструкционные варианты
В комбинации розетки и УЗО оба устройства являются равноценными. Трудно определить основную роль кого-либо из них. Поэтому внешне они могут представлять собой розетку с УЗО или УЗО с розеткой.
Вид конструкции этих устройств может быть следующим:
- модуль, встраиваемый в подрозетник;
- моноблочный переходник, вставляемый в простую розетку;
- модуль, монтируемый на DIN-рейку.
Фактически эти приборы представляют собой два независимых устройства, соединенные в рамках одной конструкции. Их функциональность одинакова, поэтому основным критерием выбора является удобство той или иной модели в конкретной ситуации.
Подключение трёхфазного УЗО. 2 варианта срабатывания защиты
В трёхфазной сети с нулевым проводом, сумма токов, протекающих по всем проводам, равна 0. Поэтому принцип действия трёхфазного прибора не отличается от однофазного — внутри него находится трансформатор тока, первичными обмотками которого являются три фазных провода и нулевой.
Пока ток утечки отсутствует, токи, протекающие по первичной обмотке, компенсируют друг друга. Ток через вторичную обмотку при этом не идёт. Он появляется в двух случаях:
- при нарушении изоляции заземлённого оборудования
- при прикосновении человека к проводам, находящимся под напряжением.
Это вызывает срабатывание защиты. Дальше на схеме показано, как подключается трёхфазные приборы защиты.
Рис. 4. Схема подключения трехфазных приборов защиты
Правила подключения к сети
Подключить встраиваемую розетку с УЗО к сети довольно просто. Максимальный перечень действий для этого может выглядеть следующим образом:
- Подобрать под устройство подрозетник соответствующих размеров.
- Высверлить коронкой в стене отверстие и подвести к нему фазу, ноль и заземление (при наличии).
- Отключить электроэнергию.
- Подключить электрические провода к соответствующим клеммам на розетке.
- Закрепить прибор в подрозетнике.
- Включить электроэнергию.
- Нажать кнопку «Тест» и проверить работоспособность устройства. В норме электропитание должно быть сразу отключено.
Установка прибора в виде моноблочного переходника вообще не требуется. Он вставляется в простую розетку, а с другой стороны к нему подключаются бытовые приборы.
Галерея изображений
Фото из
Этап #1 — Сверление отверстия под розетку
Этап #2 — Зачистка электрических проводов
Этап #3 — Прикручивание розетки к стене
Этап #4 — Тестирование срабатывания УЗО
Для установки розетки с УЗО на DIN-планку необходимо просто закрепить её, присоединить соответствующие провода к клеммам и протестировать. После этого устройство готово к работе.
Схемы подключения УЗО в однофазной сети
Большинство бытовых потребителей питаются по однофазной схеме, где для их электроснабжения используется один фазный и нулевой проводник.
В зависимости от индивидуальных особенностей сети однофазное питание может осуществляться по схеме:
- с глухозаземленной нейтралью (TT), в которой четвертый провод выполняет роль обратной линии и дополнительно заземляется;
- с совмещенным нулевым и защитным проводником (TN-C);
- с разделенным нулем и защитным заземлением (TN-S или TN-C-S, при подключении приборов в помещении отличия между этими системами вы не обнаружите).
Следует отметить, что в системе TN-C согласно требований п 1.7.80 ПУЭ не допускается применение дифференциальных автоматов, кроме защиты отдельных устройств с обязательным совмещением нуля и земли от прибора до УЗО. В любой ситуации при подключении УЗО следует учитывать особенности питающей сети.
Без заземления
Так как далеко не все потребители могут похвастаться наличием третьего провода в своей проводке, жильцам таких помещений приходиться обходиться тем, что есть. Наиболее простой схемой подключения УЗО является установка защитного элемента после вводного автомата и электрического счетчика. После УЗО актуально подключать автоматические выключатели для различной нагрузки с соответствующим током отключения. Заметьте, что принцип работы УЗО не предусматривает отключение токовых перегрузок и коротких замыканий, поэтому их обязательно устанавливают вместе с автоматическими выключателями.
Рис. 1: Подключение УЗО в однофазной двухпроводной системе
Такой вариант актуален для квартир с небольшим количеством подключаемых приборов. Так как при коротком замыкании в каком-либо из них отключение не принесет ощутимых неудобств, а отыскание повреждения не займет много времени.
Но, в случаях, когда используется достаточно разветвленная схема электроснабжения, в ней могут использоваться несколько УЗО с различной величиной тока срабатывания.
Рис. 2: подключение УЗО в разветвленной однофазной двухпроводной системе
В этом варианте подключения устанавливаются несколько защитных элементов, которые подбираются по номинальному току и току срабатывания. В качестве общей защиты здесь подключается вводное противопожарное УЗО на 300 мА, за ним проводится нулевой и фазный кабель до следующего устройства на 30 мА одно для розеток, а второй на освещение, для ванной и детской устанавливается пара агрегатов на 10 мА. Чем меньший номинал срабатывания используется, тем более чувствительной будет защита – такие УЗО сработают при значительно меньшем токе утечки, что особенно актуально для двухпроводных схем. Однако устанавливать чувствительную автоматику на все элементы также не стоит, так как она имеет большой процент ложных срабатываний.
С заземлением
При наличии заземляющего проводника в однофазной системе применение УЗО более целесообразно. В такой схеме подключение защитного провода к корпусу приборов создает путь для утечки тока при нарушении изоляции проводов. Поэтому срабатывание защиты произойдет сразу при повреждении, а не в случае поражения током человека.
Рис. 3: Подключение УЗО в однофазной трехпроводной системе
Посмотрите на рисунок, подключение в трехпроводной системе производится аналогично двухпроводной, так как для работы устройства требуются только нулевой и фазный проводник. Заземляющий подключается только к защищаемым объектам через отдельную шину заземления. Ноль также может подводиться к общей нулевой шине, с нулевых контактов он разводится проводами к соответствующим приборам, подключаемым в сеть.
Как и в двухпроводной однофазной схеме, при большом количестве потребителей (кондиционера, стиралки, компьютера, холодильника и прочих благ цивилизации) крайне неприятным вариантом является зависание всех вышеперечисленных электронных схем с потерей данных или нарушением их работоспособности. Поэтому для отдельных устройств или целых групп можно установить несколько УЗО. Конечно их подключение обернется дополнительными затратами, но сделает отыскание повреждений более удобной процедурой.
Схемы подключения розеток с УЗО
Способы подключения розеток со встроенным УЗО могут быть разными. Они зависят от количества подключаемых устройств, расположения проводов и наличия шины заземления
Важно подключить розетки в доме так, чтобы обеспечить максимальную безопасность жильцов и соблюсти все электротехнические нормы
Единственная розетка с заземлением
Наиболее простая схема встраивания розетки с УЗО в домашнюю электросеть включает всего лишь одно устройство. К нему подходит не только фаза и ноль, но и провод заземления. Такая схема позволяет обеспечить двойную защиту человека.
Схема с единственной розеткой является наиболее простой и дешевой. При необходимости в неё через удлинитель можно подключить любую бытовую технику
Заземление служит пассивным способом обезопасить человека от удара током при контакте находящимся под напряжением бытовым прибором. При этом основной поток электронов уходит в землю, но человек все равно подвергается опасности. А устройство защитного отключения позволяет исключить практически все риски для здоровья в вышеописанной ситуации.
Главным достоинством схемы с заземлением является возможность для тока беспроблемно стекать в землю, что приведет к мгновенному срабатыванию УЗО. При отсутствии такой утечки проводником будет выступать человек, который соприкасается с поверхностью под напряжением. Это может привести к чувствительному удару током.
Система подключения розетки через дифавтомат
Двухуровневая система УЗО и дифавтомата является оптимальной с точки зрения удобства. Общий дифавтомат обеспечивает дополнительную защиту всей квартиры не только от тока утечки, но и от сетевых перегрузок и коротких замыканий. Такую схему рекомендуется использовать в жилых помещениях с сильно разветвленной проводкой.
Дополнительное УЗО в виде розетки целесообразно устанавливать при частом отключении электроэнергии при срабатывании общеквартирного дифавтомата из-за одного бытового устройства
При срабатывании электромеханизма розетки произойдет её отключение без обесточивания всей квартиры, при этом остальные комнаты останутся под резервной защитой.
Дифавтомат может иметь такой же пороговый ток, как у розетки с УЗО, а может и больше (100 мА). При его одинаковом значении могут одновременно выбивать оба соединенных последовательно аппарата. Преимущества подключения розетки к заземлению остаются такими же, как и в предыдущей схеме без дифавтомата.
Одноуровневая система нескольких розеток
При подключении к сети нескольких розеток с УЗО принцип их работы не изменяется. Каждый прибор обеспечивает безопасность использования подключенной к нему бытовой техники.
Розетки с УЗО, безусловно, повышают безопасность пользования бытовой техникой, но с финансовой точки зрения такая схема является нецелесообразной
Такая схема монтируется довольно просто и не требует установки общего дифавтомата или УЗО. Плюсы подключения заземления остаются те же, что и в предыдущих рассмотренных вариантах. Единственным минусом системы из нескольких розеток является их стоимость, ведь за каждый прибор придется платить немалую цену. Альтернативой такому варианту является установка одного УЗО на всё помещение.
Нерекомендованная схема без заземления
Принципиальная схема подсоединения розеток с УЗО при отсутствии заземления почти не отличается от предложенных выше двухуровневых и одноуровневых вариантов. Разница состоит только в отсутствии провода, который обеспечивает съем тока с корпуса бытового прибора при повреждении его электроизоляции.
Схема подключения розетки с УЗО без заземления может применяться и при наличии общего дифавтомата, и при его отсутствии
Фактически подавляющее большинство домов и многоэтажек до 2000 года не оборудовалось заземлением, поэтому эта схема подключения является наиболее распространенной. Однако в ней существует скрытая опасность – отсутствие контакта корпуса бытового прибора с «землей».
Этот факт представляет собой не только проблему для здоровья людей, но и оказывает негативное влияние на работоспособность микросхем в бытовой технике. Поэтому наличие шины заземления в домашней электропроводке крайне необходимо и желательно.
Подключение 3-фазной сети
Трехфазная сеть в квартирах не встречается. Ее можно встретить в частном доме. К ней подключают деревообрабатывающие, токарные станки, двигатели большой мощности.
Схема подключения трехфазного УЗО отличается только количеством выводов в приборе. У трехполюсного УЗО 8 выходов: 4 входящих L1, L2, L3 и N и столько же исходящих. Чтобы не запутаться в проводах при подключении, используйте обозначения проводов из следующей таблицы:
| Российские обозначения | Европейские обозначения | ||
| Фаза А | Желтый | L1 | Коричневый |
| Фаза В | Зеленый | L2 | Черный |
| Фаза С | Красный | L3 | Серый |
| Нулевой провод | Синий (голубой) | N | Синий (голубой) |
| Заземляющий провод | PE | Зелено-желтый |
Рассмотрим два варианта подключения.
Общее УЗО для 3-фазной сети и групповые УЗО
В сети 380В используется 4 провода: 3 фазных и один нулевой. УЗО необходимо подключить к вводному трехполюсному автомату, соблюдая маркировку.
Провода после вводного УЗО подключаются к групповым автоматам. Каждый фазный провод подключается к однополюсному УЗО, а нулевой провод берем с общей шины.
Общее УЗО на схеме 3-фазной сети:
Общее УЗО для 3-фазной сети со счетчиком
Эта схема подключения практически не отличается от предыдущей. Единственное отличие — в схеме имеется электросчётчик. Групповые УЗО тоже подключены к отдельным линиям электросети.
Схема подключения УЗО в трехфазной сети со счетчиком:
Принцип работы дифавтомата
Основной элемент устройства, проверяющий наличие тока утечки – дифференциальный трансформатор. Он измеряет величину тока на входе и выходе электрической разводки. Если они отличаются друг от друга, происходит отключение электросети.
Для этого в конструкции присутствует электромагнитное реле. Для правильного выбора на корпусе модели указывают значения номинального тока, напряжения, частоты и дифференциального тока утечки.
Когда и где применяется УЗО:
- жилые, общественные, производственные здания;
- однофазные или трехфазные сети 220В и 380В;
- обязательно наличие в системах заземления TN-C-S или TN-S;
- в сетях для обеспечения быстрого отключения в течение 0,1-0,2 сек;
- совместно с автоматами выключения при высокой токовой нагрузке.
Устройство нельзя интегрировать в схемы, не допускающие перерыва в электроснабжении. В таких случаях применяются другие методы защиты людей от поражения электрическим током.
УЗО предназначено для сравнения величины электрического тока, протекающего в фазном и нулевом проводе. При нормальной работе электрических приборов эта величина одинакова и встречные потоки в обмотках УЗО компенсируют друг друга. Как только возникает аварийная ситуация — где-то нарушается изоляция с последующим протеканием заряженных частиц на землю в обход нуля, дифференциальные токи будут отличаться и защита отключит питание.
В дифавтомат встроено три механизма, каждый из которых отключает напряжение в определенной ситуации:
- наличие тока утечки;
- неожиданное короткое замыкание;
- перегрузка электрической сети по мощности.
Утечка определяется с помощью дифференциального трансформатора, который реагирует на разницу между значениями тока на «нуле» и «фазе».
Отличие может возникнуть при контакте человека с предметами под напряжением или при частичном замыкании электроприборов на окружающие их поверхности. В таких случаях срабатывает дифавтомат и отключает электричество.
Механизм защиты при обнаружении утечки тока может быть электромеханическим или электронно-механическим. Второй вариант подразумевает наличие управляющей микросхемы
Датчик короткого замыкания реагирует на высокий ток. А подключение избыточной нагрузки определяется по нагреву металлической термопластины, которая размыкает электросеть при повышении собственной температуры.
Таким образом, любая опасная ситуация, связанная с электропроводкой, быстро определяется дифавтоматом и заканчивается защитным отключением напряжения в проблемном контуре.
Внутренняя схема устройства
В основе устройства защитного отключения лежит дифференциальный трансформатор, представляющий собой тороидальный сердечник с обмотками. Именно он ответственен за определение тока утечки, возникновение которого приводит к срабатыванию электромагнитного реле.
Отключение активной нагрузки должно происходит максимум за 30 мс, хотя существуют модели, которые рассчитаны на пороговое значение в 10 мс.
Аппарат УЗО для розетки имеет специальную конструкцию, которая позволяет всему оборудованию вмещаться в стандартном подрозетнике. Миниатюризация компонентов сказывается и на стоимости: при покупке составляющих аппарата отдельно их цена будет минимум в три раза ниже.
Адаптер с УЗО
Для защиты бытовой техники в ванной комнате вы также можете использовать адаптер с защитным отключением. Преимущество этого способа заключается в том, что больше не будет необходимости вмешиваться в конструкцию электрической проводки. Подключать это устройство можно к любому разъему, который присутствует в помещении.
Адаптер с устройством защитного отключения
Большинство моделей адаптеров могут иметь низкую степень защиты от влаги и пыли и это есть недостаток. Хотя в специализированных магазинах можно встретить адаптер со встроенным УЗО, который имеет защиту IP44. Эта степень защиты позволяет использовать устройство в ванной комнате.
Подсоединение устройства защитного отключения
Выполнить монтаж УЗО несложно, владея базовой информацией о работе электрооборудования. К каждому устройству производитель прилагает технический паспорт. В нем указываются рекомендуемые схемы подключения, которые нужно использовать во время установки.
Поиск нулевой фазы
Использование контрольной лампы для поиска нулевой фазы
Определить нулевую фазу очень просто опытным путем. Нужно взять два провода и подсоединить их к концам патрона лампочки. Ее загорание наблюдают, если она подключена к фазе. В остальных случаях ничего не произойдет.
Подключение лампочки к двум фазам одновременно разрешается осуществлять на короткий промежуток времени. Замыкать такую цепь также можно лишь на небольшой период. Иначе существует высокая вероятность срабатывания автоматического выключателя.
Подключение фазы
Если удалось найти ноль, необходимо сразу выполнить его присоединение к соответствующим клеммам. Оставшиеся три провода являются рабочими фазами. Они подсоединяются любым удобным способом, что никак не влияет на функционирование УЗО.
После завершения монтажа необходимо проверить работоспособность системы. Для этого запускается тестер, который входит в стандартную комплектацию прибора.
Подсоединение выходных устройств
Подключение нескольких розеток к одному УЗО происходит только параллельным способом. Чтобы осуществить это, каждую жилу разделяют на нужное количество проводов. Если не придерживаться такой схемы монтажа, прибор не сможет полноценно работать и срабатывать при возникновении аварийных ситуаций.
Варианты схем
Нельзя сказать, что существует одна конкретная схема. Каждый случай имеет свои особенности, поэтому подключение УЗО может производиться по-разному. Во-первых, устройство применяется в сетях однофазного и трёхфазного напряжения (это уже две разные схемы). Во-вторых, можно установить УЗО на вход и защитить таким образом от токовых утечек всю квартиру. А можно производить монтаж устройств для каждой отдельной линии, тем самым защищая только определённый участок электрической сети.
Пример подключения УЗО в однофазной сети на видео:
Так как схема для подключения УЗО имеет несколько вариантов, очень важно, чтобы вы могли их читать. Сейчас в паспортах многих электробытовых приборов и техники указано, как и через какой тип УЗО необходимо выполнять их подключение к электрической сети. Рассмотрим, как правильно подключить УЗО, на нескольких общих примерах
Рассмотрим, как правильно подключить УЗО, на нескольких общих примерах.
Что такое однофазная сеть?
При однофазной электрической сети потребители запитаны по двум проводникам – фаза и рабочий ноль. Номинальное напряжение в таких сетях – 220 В.
Однофазная сеть может быть двухпроводного и трёхпроводного исполнения. В первом случае используется два проводника – фазный и нулевой, на схемах они обозначаются английскими буквами «L» и «N».
Второй вариант помимо фазы и ноля предусматривает ещё наличие проводника защитного заземления (его обозначение «РЕ»). Основная функция этого заземляющего провода – дополнительно защитить людей от поражения электрическим током. За счёт его подсоединения к корпусам электроприборов, в случае замыкания фазы на корпус произойдёт отключение электропитания. Это спасёт и жизнь человека, и саму технику от перегорания.
А теперь поговорим о том, какой может быть схема подключения УЗО в однофазной сети.
Подключение на входе (в однофазной сети)
В этом случае монтаж УЗО производится в щитке после вводного двухполюсного автомата. Вслед за устройством защитного отключения располагаются отходящие автоматические выключатели. Такая схема включения УЗО обеспечивает одновременную защиту от токовых утечек всем отходящим потребителям.
Недостаток схемы в сложности поиска места повреждения. Например, произошло замыкание фазы на металлический корпус какого-то бытового прибора, включенного в данный момент в розетку.
Происходит срабатывание УЗО, в квартире исчезает напряжение. Если в это время в розетки были включены несколько приборов, то сразу определить повреждённый будет проблематично.
Такая схема имеет и положительные стороны. За счёт того, что используется только одно устройство защитного отключения, монтаж распределительного щитка обойдётся дёшево, да и сам он будет небольших размеров.
Имейте в виду, что широкое распространение получила ещё одна разновидность такой схемы, в ней между вводным автоматом и УЗО принято устанавливать счётчик электрической энергии.
Подключение на входе и на отходящих линиях (в однофазной сети)
При таком варианте схемы установка УЗО производится после вводного автоматического выключателя и ещё на каждую отходящую линию.
О том, что такое селективность поговорим чуть ниже.
Например, произошла утечка тока на одной из отходящих линий. Должно сработать устройство, которое защищает именно эту группу.
Если по каким-то причинам УЗО не отработало, то через определённое время (это называется выдержкой времени) отключится общее УЗО на входе, оно как бы подстраховывает отходящее.
Несомненный плюс такой схемы в том, что в момент повреждения будет отключаться только аварийная линия, а во всей остальной квартире подача напряжения не прекратится.
Недостатки подобной схемы в больших габаритах распределительного щитка и в дороговизне (УЗО – вещь не дешёвая, а при таком варианте их понадобится несколько).
На видео сравнение нескольких схем подключения:
https://youtube.com/watch?v=EQs-iqz-kAE
Можно немного сэкономить и опустить в этой схеме однофазное УЗО на входе, то есть выполнить монтаж только групповых устройств на отходящих линиях. Многие электрики вообще считают вводное УЗО лишней тратой денег, потому что каждая линия уже имеет свою защиту. Но как мы говорили выше, оно является своеобразной подстраховкой, на случай если выйдет из строя групповое устройство. Поэтому здесь всё зависит от ваших финансовых возможностей. Есть деньги – монтируйте схему с УЗО на входе. Если так накладно, установите только отходящие устройства, это тоже будет замечательно. Многие люди совсем не ставят УЗО, предпочитая экономить средства на собственной безопасности.
