Классификация УЗО
Рассмотрим, какие бывают защитные устройства в соответствии с ГОСТами.
По способу действия они делятся на:
- УЗО со вспомогательным источником электропитания;
- без дополнительного источника;
- с автоматическим включением после восстановления поступления питания от источника;
- без автоматического включения;
- с выключением после обнаружения опасной ситуации отказа источника;
- без такого автоматического выключения.
По типу установки:
- стационарные УЗО, монтирующиеся на стандартную постоянную электропроводку;
- переносные — монтируются на гибкие кабели и удлинители.
По количеству полюсов:
- однополюсные двухпроводные УЗО;
- устройства с двумя полюсами;
- трехпроводные двухполюсные модели;
- трехполюсные защитные системы;
- четырехпроводные трехполюсные модели;
- четырехполюсные УЗО.
Выделяют классификацию по типу защиты от появления сверхтоков на полюсах и перегрузок:
- без предохранения от сверхтока и с таковой;
- без встроенной системы защиты от перегрузки;
- с защитой от коротких замыканий цепи (КЗ).
По возможностям настройки значения ДТ отключения:
- регулируемые — с дискретной подстройкой;
- нерегулируемые УЗО.
По устойчивости к импульсным напряжениям:
- с выключением прибора после появления импульсного тока;
- стойкие к возникновению импульсного напряжения.
Еще одна важная характеристика — контроль постоянной компоненты дифференциального тока (ДТ). Существуют несколько разновидностей УЗО:
- АС. Они отключаются при возникновении или постепенном увеличении синусоидальных ДТ;
- А. Эти модели отключаются от синусоидальных дифференциальных токов и пульсирующих постоянных. Бывают разновидности с выключением от пульсирующих с уровнем до 0.006А и контролированием угла смещения фаз;
- B. Аналогично А они размыкают цепь при синусоидальных переменных и постоянных ДТ — включая модуляции потока до 0.006 А. Кроме того, тип B умеет выключаться от постоянных ДТ с выпрямителем.
Рассмотренные типы и признаки классификации определяют выбор УЗО в конкретной ситуации, способ и место установки, и прочие важные детали проектирования электросети. Помимо приведенных выше, имеются и некоторые общие характеристики, приведенные в таблице:
| Название характеристики УЗО | Возможные значения по паспорту |
|---|---|
| Напряжение в сети, В | 100–440 |
| Номинальный ток работы, А | 6–200 |
| Номинальный ДТ отключения, А | 0.006–20 |
| Номинальный неотключающий ДТ прибора, А | 0.5 |
| Предельный неотключающий ДТ с искаженной симметрией фаз, А | 6 |
УЗО должно срабатывать быстро. Время устанавливается ГОСТами (в частности, ГОСТ Р 50807-95) и вычисляется для различных моделей, работающих с некоторыми номинальными отключающими токами. Например, для прибора с ДТ отключения 0.03 А время срабатывания должно составить 0.5 секунды. Если пороговое значение превышено вдвое, таймаут выключения — 0.2 секунды, а при превышении в восемь раз УЗО-Д разомкнет цепь за 0.04 с.
Определение и назначение УЗО
УЗО не может самостоятельно отключить сверхнормативные потоки, поэтому его комбинируют с автоматическим прерывателем. Автовыключатель управляется дифференциальным током, внутри имеет защиту от сверхтоков.
Коммутационный механический прибор предохраняет:
- от токового удара при случайном прикосновении к частям электрических агрегатов, находящихся под напряжением;
- от поражения при касании к не токоведущим деталям, случайно попавшим под напряжение;
- от возгорания при вытекании тока через нарушенную кабельную изоляцию на землю или на корпус.
Чем руководствуетесь при выборе УЗО?
Советуюсь с электриком
18.75%
Изучаю информацию в интернете
25%
Оба варианта
56.25%
Проголосовало: 16
Устройство и принцип работы
В работе аппарата используется принцип диагностики разности токов, пропускаемых через трансформатор. Прибор определяет векторную сумму электричества, проходящего по контрольным проводникам. При этом нормой считается равенство входящего и вытекающего тока.
Касание человека к токоведущим деталям приводит к утечке, поэтому на выходе контрольного проводника значение резко отличается от показателей на входе. Аппарат мгновенно отключает подачу через автоматы.
Устройство УЗО:
- дифференциальный трансформатор;
- реле, реагирующее на величину электричества;
- автоматический прерыватель;
- прибор проверки.
Классы и характеристики
По способу действия различают:
- аппараты, функционирующие от вспомогательного источника электроэнергии;
- приборы без таких источников, работающие по электромеханическому принципу.
Первый вариант зависит от напряжения в магистрали, для срабатывания нужно питание системы с внутренним усилителем. Такие установки менее надежны, они не реагируют при обрыве нулевого провода, когда потенциал проходит через тело пользователя.
Второй вариант реагирует при выявлении потерь, срабатывает не от питающего электричества, а от взведенной пружины, поэтому более надежны. Есть новые разработки УЗО-Д, которые прерывают напряжение, даже если нет питания. Функциональное разнообразие послужило причиной выделения подгрупп S и G.
В чем смысл защитного отключения?
В принцип действия УЗО заложено измерение дифференциального тока, точнее, его изменений. Эти изменения фиксируются дифференциальным трансформатором тока, который, в свою очередь, дает команду чувствительному реле. Сигнал реле уже несложно преобразовать в команду для силовых приборов.
Упрощенно говоря, УЗО сравнивает токи на входе и выходе какой-то конкретной системы. Когда система работает в нормальном режиме, эти токи должны быть равными. То есть, сколько вошло, столько и вышло. Понятно, что при наличии утечек, что бывает при плохой изоляции, равенство токов нарушается. В системе немедленно формируется сигнал, который в зависимости от настройки послужит командой на отключение установки или просто предупредит о нарушении изоляции.
То же самое, казалось бы, делает и автоматический выключатель, установленный на входе цепи. Но сможет ли этот «автомат» уберечь человека при прикосновении к оголенному проводу или к корпусу неисправного электроприбора? Очевидно, что нет. А вот УЗО мгновенно отреагирует на изменившийся баланс токов и отключит напряжение.
Что выбрать: дифавтомат или УЗО
Выбор варианта установки приборов в электрический щиток в частном доме зависит от того, собирается ли щиток с нуля или выполняется ремонт ранее смонтированной электрической линии.
Сколько УЗО устанавливать? Достаточно одного на квартиру. Если оно уже установлено, то практичнее и дешевле докупить необходимое количество выключателей.
В случае монтажа линии с нуля проще ставить в новый щиток дифавтомат. Он работает как ВДТ и подключенные к нему автоматы.
Основные отличия
Чем отличается узо от дифавтомата:
Место в электрическом щитке. АВДТ – небольшой прибор и занимает мало места.
ВДТ и автоматы занимают больше места, поскольку для их монтажа нужен как минимум один дополнительный модуль.
В любом случае размер щитка должен подбираться в соответствии со всем необходимым оборудованием. Когда какие-то комплектующие не помещаются, щиток нужно заменить.
Стоимость. Поскольку дифавтомат – это сложный прибор, он стоит дороже, чем прибор защитного отключения и комплект автоматов на него.
Сложность монтажа. Для установки устройства защитного отключения и нескольких автоматов нужно выполнить перемычку для подачи фазы и нулевую шину. Выполняется подключение УЗО к однофазной сети с заземлением.
Дифавтомат в щиток монтируется гораздо проще и быстрее – на входные контакты подается ноль и фаза, проводники подключают к выходным контактам.
Поиск неисправности. При возникновении неполадок по утечке в случае комбинированной работы срабатывает УЗО, а при коротком замыкании включаются автоматы. Когда используется АВДТ, то при его срабатывании труднее определить причину – к выключению приводит любая неполадка в системе. В более дорогих моделях дифавтомов предусмотрены индикаторы проблемы.
Принцип работы. Приборы защитного отключения не имеют защиты от перегрузки. Аппарат сгорит, если ток в электрической цепи превысит предельное значение, указанное на лицевой стороне корпуса. Принцип работы УЗО направлен на защиту людей и электропроводки.
Качество и поломки. В случае поломки или окончания срока эксплуатации АВДТ его необходимо будет заменить. При работе ВДТ и выключателей замене подлежит только то устройство, которое вышло из строя или у него закончился гарантийный срок службы.
В настоящее время многие производители выпускают качественное электрооборудование, поэтому и срок службы аппаратов, и их качество сопоставимы и не уступают друг другу.
Внешние отличия УЗО от дифавтомата
В чем разница между приборами:
Визуальные отличия. Отличить два прибора можно по соответствующим надписям на корпусе. Обычно там расположена либо аббревиатура, либо его полное наименование. Также можно ориентироваться на кнопку «Тест» — в устройстве защитного отключения ее разместили слева, а в дифавтомате – справа.
Маркировка. На приборах ВДТ указывают величину номинального тока в амперах. Например, «25 А». На устройствах АВДТ показана время-токовая характеристика, обозначается она буквами D, С или В, за которыми идет число. Этот показатель определяет, при каком токе и через сколько времени отключится устройство.
Схема подключения. На приборах защитного отключения показана схема подключения к дифференциальному трансформатору, на дифавтоматах также указывается схема подключения к дифтрансформатору, но через обмотку расцепителя.
Схема подключения УЗО в однофазной сети представлена ниже.
Порядок подключения
Подключение УЗО с заземлением и без него
Порядок подключения УЗО в электрическую цепь нормируется действующими стандартами (ПУЭ, в частности). В соответствии с требованиями нормативов место включения прибора определяется с учетом возможности общей или выборочной коммутации питающих линий. Если УЗО используется одно на всю квартиру, оно устанавливается на DIN-рейке электрического щита сразу после электросчетчика и перед линейными автоматами, защищающими отдельные нагрузки.
При применении устройства в качестве селективного элемента оно монтируется в ответвлении от общей линии питания, нуждающейся в особой защите.
Ноль однофазной сети подключается к верхней клемме под обозначением «N», а отводится от нижнего контакта, имеющего аналогичную маркировку. Для случая установки 4-х полюсного прибора в трехфазной линии питания количество фазных контактов увеличится втрое (клеммы N, к которым следует подключать землю, останутся без изменения).
Устройство защитного отключения (УЗО) – описание
Многие люди слышали о том, что существует устройство защитного отключения – УЗО, но, что такое УЗО, для чего оно нужно в электрике, какие функции должно выполнять и можно ли вообще его не использовать в сети, знает не так много человек.
Для того, чтобы получить полное представление о том, что такое узо в электрике, о его функциях, устройстве, принципе работы нужно работать в области электрики, иметь диплом, но общие принципы действия и описание этого устройства сможет понять любой человек.
В большинстве квартир и домов не применяется и не применялось раньше УЗО, поэтому многие и не знают для чего его устанавливать, как оно работает.
Если говорить языком, принятым среди электриков, то УЗО, или устройство защитного отключения, представляет собой механический коммутационный прибор, служащий для автоматического прерывания цепи при превышении тока небаланса заданного значения, возникающего при определенных условиях.
Разные модели УЗО уже довольно давно продаются на рынке, многие профессионалы отлично знакомы с принципом их устройства, работы и активно применяют их при построении электрической проводки. Но многие электрики, хозяева домов и квартир, которые сами занимаются монтажом электрической системы не зная о преимуществах применения УЗО пренебрегают этим мощным средством предназначенным для защиты.
УЗО отлично защищает людей от поражения электричеством в случаях когда произошло нарушение изоляции, при случайных прикосновениях к токопроводящим неизолированным частям различного вида электрического оборудования и защищает имущество от теплового воздействия тока.
Самым вероятным местом поражения током в доме или квартире является кухня и ванная, где установлено очень большое количество электрических приборов, есть естественные заземлители – газовые, водопроводные трубы, мало свободного места и повышенная влажность воздуха.
Что понимается под выражением «утечка тока»? Под этим выражением понимается любой ток проходящий мимо электропроводки или мимо подключенных в сеть приборов. Вот как раз на эту утечку тока и реагирует УЗО, если ток пошел мимо электропроводки или электроприбора УЗО срабатывает и отключает сеть.
Токи утечки обычно имеют малые значения, поэтому защита от короткого замыкания и от перегрузки, которую обеспечивают обычные автоматические выключатели, на токи утечки не реагируют. Как видим, УЗО защищает от пожара, возникающего при замыкании при воспламенении тлеющей изоляции, и от поражения током людей.
Практически каждый человек за свою жизнь подвергался удару током в домашней сети напряжением 220 вольт. Этот ток составляет примерно 4-5 миллиампера, а если бы сила тока была большей, то опасность для здоровья и жизни значительно увеличилась.
Чтобы человека ударило током не обязательно нужно ковыряться в розетке или лезть в распределительный щит, достаточно просто дотронуться до стиральной машинки или холодильника, плойки и других приборов. Но почему так происходит?
Ответ простой – в том случае если в любом электрическом приборе нарушается изоляция токоведущих проводов, они начнут пропускать ток на корпус. То есть корпус прибора окажется под напряжением, а это все равно, что прикоснутся к оголенному проводу.
При прикосновении к такому прибору возникает ток замыкания с землей и если прибор не имеет заземления, то током ударит человека.
В большей части домов и квартир нет возможности заземлить корпуса электрических приборов, это не предусмотрено конструкцией, схемой проводки. От такого удара не сможет защитить никакой супер автоматический выключатель, установленный в щитке.
Гарантию от поражения током в таких случаях дает только применение более надежного и совершенного прибора, каким и является УЗО.
УЗО – это прибор, защищающий от токов утечки путем отключения сети в случае их появления. В случае, когда произойдет выше описанная ситуация с повреждением изоляции какого-либо прибора, то по телу человека, который замыкает цепь фаза-земля ударит током.
Но поскольку сила тока утечки не очень большая, в сравнении с номинальным током, то обычные автоматы этого не чувствуют и не отключатся. А человек в тоже время может и погибнуть при определенных условиях. УЗО, в отличии от автоматов, сразу среагирует на возникновение тока утечки и моментально разорвет цепь.
Что такое узо в электрике
Принцип срабатывания защитного механизма
Рассмотрим, для чего нужно использовать УЗО. Функционирование защитного прибора основано на измерительном методе.
Фиксируются входящие и выходящие параметры протекающих через трансформатор токов. Если первое значение больше, чем второе, это означает, что в электроцепи происходит утечка тока и прибор воспроизводит отключение. Если параметры идентичны, устройство не срабатывает.
В двухпроводной системе дифференциальное устройство не срабатывает, если по проводам фазы и нейтрали проходит ток, одинаковой силы. Если есть разница в этих величинах, значит в сети изоляционный пробой и защитный механизм отключит поврежденный участок
Для лучшего понимания, рассмотрим, как будет работать УЗО в бытовом распределительном щитке с двухполюсной системой.
К верхним клеммным блокам подключен входной двухжильный провод (фаза и ноль). К нижним клеммникам подсоединены фаза и ноль, проложенные до участка нагрузки, например, к розетке питания бойлера или электрочайника. Защитное заземление прибора будет выполняться кабелем, минуя УЗО.
При стандартном рабочем режиме, передвижение электронов выполняется по линии-фаза от входящего кабеля на электрический нагреватель бойлера/чайника, протекая через прибор дифференциальной защиты. Назад они перемещаются на землю опять-таки через УЗО, однако по линии-нейтраль.
Если человек коснется к корпусу токопроводящего прибора, на котором из-за пробоя появился потенциал, в этой ситуации утечка тока будет проходить через тело человека, на что устройство практически мгновенно реагирует, отключая систему питания
К примеру, в ТЭНе прибора была повреждена изоляция. Таким образом, через воду, находящуюся внутри, ток частично будет проводиться корпусом, а затем уходить в землю посредством проводки защитного устройства.
Остатки тока вернутся по нейтральной линии через УЗО. Однако его сила станет меньше на величину утечки по сравнению с входящей.
Разницу показателей вычисляет дифференциальный трансформатор. Если цифра больше разрешенной, прибор моментально реагирует и разрывает цепь.
В другой нашей статье мы привели рекомендации по выбору и правильному подключению УЗО для бойлера.
Двухуровневая противопожарная защита
Для деревянного частного дома особенно важна гарантия пожарной безопасности. Поэтому в данной ситуации необходимо подобрать УЗО, планируя двухуровневую систему дифференциальной защиты. Её основная цель в том, что защитная функция разделяется:
- противопожарное УЗО обеспечивает срабатывание при больших токовых утечках, способствующих возгоранию;
- обыкновенные устройства предотвратят поражение электрическим током человека при малых величинах утечки.
Так как противопожарное УЗО имеет большое значение номинальной токовой утечки, само по себе оно не обеспечит защиту человека. Поэтому всегда устанавливается совместно с УЗО, у которого ток утечки меньше.
Независимо от того, какой величины номинальный рабочий ток и сколько полюсов имеет противопожарное УЗО, параметр тока утечки у такого устройства 100 мА и 300 мА, в остальном оно ничем не отличается от обыкновенного.
Схема подключения выполняется последовательно, ближе к источнику питания (на вводе) ставим противопожарное УЗО, а на отходящих ветвях защищаемой проводки универсальные.
Наглядно про противопожарное УЗО на видео:
На примере это выглядит приблизительно так: вводное УЗО выбираем с параметрами 63 А (номинальный рабочий ток) и 300 мА (ток утечки), остальные устройства соответственно – 40 А и 30 мА для розеточной группы, 25 А и 10 мА для ванной комнаты, 16 А и 10 мА для осветительной группы.
Применение противопожарных устройств целесообразно и в квартире. Зачастую группу освещения оставляют незащищённой от токов утечки. С минимальной вероятностью, но высокие токовые утечки могут возникнуть и в этой ветви, а если такое УЗО поставить на вводе, оно будет своего рода подстраховкой.
Принцип работы УЗО
Очень наглядно принцип действия УЗО в однофазной сети, отражает следующая схема:
На ней изображено двухполюсное устройство защитного отключения (1), к верхним клеммам которого подключены фазный (2) и нулевой (3) проводники вводного электрического кабеля, а к нижним фазный (4) и нулевой (5) проводники, идущие на нагрузку, например, к электрической розетке, к которой подключен электроприбор – в данном случае водонагреватель (6). К корпусу которого, напрямую, минуя УЗО, подключен защитный проводник – заземление (7).
В штатном, нормальном режиме работы, электроны двигаясь по фазному проводнику проходят через УЗО на нагрузку – ТЭН водонагревателя затем выходят по нулевому проводнику, так же проходя через УЗО и направляются в землю. I1=I2
При этом токи, входящий в узо по фазному проводнику (2) и выходящий из него по нулевому (3), будут одинаковыми по значению, но противоположными по направлению.Теперь давайте представим, что нарушилась изоляция ТЭНа, и часть электрического тока, через теплоноситель – воду стало поступать на корпус водонагревателя, а затем через заземляющий проводник (7), уходить в землю.
Теперь, ток входящий по фазному проводнику (2) количественно равен сумме тока на нулевом проводнике (3), все также идущему от ТЭН через УЗО, и тока утечки, уходящего через корпус на землю (7) I1=I2+I3. Соответственно, входящий ток в устройство, больше исходящего, на величину тока утечки I1>I2.
На этом эффекте и основан принцип работы УЗО – оно определяет разницу между величиной входящего тока по фазному проводнику и исходящего по нулевому и, если она будет выше порога срабатывания, УЗО немедленно разрывает электрическую цепь.
Аналогичный принцип действия у устройства защитного отключения и при касании человеком оголенного провода под напряжением, в этом случае часть тока уходит в человеческое тело, образовавшуюся утечку сразу же обнаруживает УЗО и отключает подачу электрического тока. Всё это, как правило, происходит за доли секунд и человек не успевает получить серьезных травм.
Чтобы разобраться, как устройство защитного отключения определяет утечку тока, давайте рассмотрим устройство стандартного УЗО.
УЗО — электрозащита и основа безопасности
Электричество представляет угрозу для человека в случае своего прямого воздействия на него. Поэтому существуют всевозможные приспособления, устройства и иные способы защиты, которые оберегают от контакта тела с током.
Но полностью же изолировать электрическую цепь невозможно, потому что встречаются разного рода соединения. Да и устаревание самих токопроводящих элементов неизбежно, что приводит к механическим повреждениям. Помимо этого пренебрежение техникой безопасности становится причиной поражения человека током.
Важной составляющей электрической цепи является заземление, представляющее собой искусственное соединение с землей. Контур заземления предотвращает удар током от электрооборудования, в случае пробоя напряжения на корпус
УЗО для трёхфазной сети
Всё оборудование работающее от трёхфазной сети также нужно подключить к системе защитного отключения электроэнергии. Величина тока утечки в таких сетях бывает слишком высокой, поэтому данные изделия не защищают человека от удара электричества, но позволяют отключить потребителей электроэнергии при возникновении пробоя фазы на «массу» устройства.
Таким образом удаётся полностью исключить вероятность появления опасного электрического потенциала на корпусе прибора. Данная схема подключения может быть подключена только при наличии защитного заземления в проводке дома или квартиры.
Для чего устанавливать УЗО подробно описано выше, но где лучше всего разместить данное устройство?
На что следует обратить внимание при выборе УЗО
Для правильной покупки и безопасности вашего жилища, необходимо обратить внимание на следующие показатели:
- 10 мА – это показатель уже опасен для человека с малым сопротивлением тела. Поэтому значение тока срабатывания, первая информация необходимая при покупке. Защитное устройство начинаем выбирать, основываясь на безопасном напряжении. Поэтому в основном устанавливают защиту не более 30 мА.
- До 40 мс должно быть время срабатывания защитного устройства, для недопущения получения электротравм связанных с утечками, а также переполюсовкой проводов.
- Необходимо определить наиболее подходящий вид УЗО. Каждый из них реагирует на разные типы электрического напряжения. Для жилья наиболее часто устанавливают приборы типа «АС». Они предназначаются для установки сеть переменного синусоидального тока. Возможна установка типа защиты «А». Этот тип реагирует на утечку переменного и постоянного пульсирующего тока.
Конструкция узо влияет на выбор. Наиболее распространенные электромеханические системы защиты. Их отключение происходит при возникновении дифференциального тока. Электронные приборы защиты привязаны в работе с сетевым напряжением. Если перед вами прибор, имеющий возможность отключения подачи в сеть электричества при возникновении напряжения на корпусе бытового оборудования и контакте с ним человека – такой прибор можно устанавливать. Но они не переносят установок в сырых помещениях и сбоят при сильных морозах в случае монтажа в не отапливаемом помещении.
Выбирают по току нагрузок всех потребителей, подключенных к этой группе. Суммарное значение напряжения всех устройств и будет основополагающим при выборе устройства отключения. В случае совместного подключения устройства защиты и автомата, нагрузочный ток УЗО должен быть немного выше, чем у автоматического устройства. Такой выбор позволяет не допускать перегрузок на устройстве, работающим с пиковыми напряжениями.
