УЗО: что это такое в электрике, принцип работы, назначение, маркировка, характеристики, классификация

Что такое УЗО в электрике

Несмотря на то, что в наши дни электропроводка максимально защищена от контактов с людьми и печальных последствий, от утечек никуда не деться. Тут-то незаменимым помощником и станет УЗО. Прибор молниеносно среагирует на повышенное значение тока в месте утечки и перекроет подачу электроэнергии.

УЗО – это один из основных «винтиков» в защитной автоматике нынешних электрических сетей. Прибор коммутирует электроцепи и защищает их от токов, которые протекают по нежелательным при стандартных условиях проводящим путям. Это повысит шансы на то, что ваше жилье или предприятие будет защищено от пожаров, и никто не пострадает от разряда тока.

Отметим, что у данного аппарата есть функция включения или отключения электроцепей. Иными словами, он может производить их коммутацию. Соответственно, прибор является коммутационным.

Устройство УЗО предполагает наличие:

• датчика утечки;
• поляризованного магнитного реле.

В основе действия прибора лежат законы, основывающиеся на входящей и выходящей электроэнергии в замкнутых цепях с предельно большими нагрузками. Это свидетельствует о том, что у тока должно быть только одно значение, вне зависимости от фазы прохождения.

Внутри устройства находятся три магнитные катушки. Через первую проходит фаза, через вторую нуль. Ток создает магнитные поля на входе и на выходе катушек прибора.

Если все работает, как должно, взаимные поля уничтожают друг друга. Если на одной из катушек происходит нарушение баланса, то есть образуется утечка тока, то это приведёт к действию третей катушки, имеющей реле для отключения питания.

Для чего устанавливают УЗО

Многие потребители слышали о существовании такого чудо-аппарата, как УЗО, но далеко не все знают, для чего оно нужно. Понять общие принципы функционирования агрегата можно даже без наличия глубоких познаний в электричестве. До недавних времен в жилых домах УЗО не использовали. Но в наши дни все изменилось, и теперь приборы всё чаще стали встречаться в квартирах, поэтому стоит узнать о них побольше.

Как уже было сказано, УЗО устанавливают для того, чтобы предотвратить утечки тока, приводящие к возгоранияю проводки и пожарам. Кроме того, УЗО убережет вас от удара током, что может привести к существенным проблемам со здоровьем или, не дай Бог, летальному исходу при контакте с неизолированными проводами и токопроводящими секциями электрооборудования.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! УЗО отличается от автоматов, защищающих проводку от перегрузок и коротких замыканий, его цель существенно повысить защищенность людей.

Внешний вид

Выглядит УЗО примерно так же, как и автоматический выключатель, но имеет немного большие размеры. Оно может быть двухполюсным для однофазной сети, и четырехполюсным – для трехфазной. Принадлежность к типу сети – одна из основных характеристик.

Информацию об этой и других характеристиках обязательно содержит маркировка УЗО. Значение рабочего напряжения обычно нанесено на корпус чуть выше или чуть ниже токовых характеристик. Особо выделяется кнопка «Тест» для тестирования устройства. Имеется рычаг взвода и клеммы, присутствует индикатор включения.

Принцип действия УЗО

Функционирование устройства построено на фиксации тока утечки на «землю» и отключении электросети в случае такого ЧП. Наличие утечки прибор фиксирует только по разнице между токами: теми, что вышли из прибора, и теми, что вернулись обратно.

Если с электросетью все в порядке, то токи идентичны по величине, однако разнятся по направлению. Как только появляется утечка — к примеру, вы дотронулись до незаизолированного на 100% провода — часть тока уходит «на землю» по другому контуру (в данном случае – посредством тела человека). Как результат, ток, вернувшийся в УЗО через нейтраль, будет меньше вышедшего.

То же самое происходит, если в одном из электрических приборов повредилась изоляция. Тогда под напряжением оказываются корпус или другая деталь. Задевая их, человек создает еще один контур «на землю». В этом случае часть тока будет двигаться по нему, то есть, баланс разрушится.

Конечно, если изоляция повреждена, то контур ответвления может появиться и без участия человеческого тела. В данной ситуации прибор также отреагирует на 100% и убережет участок сети от печальных последствий вроде перегрева и пожара.

Когда необходима установка УЗО?

Устройство показано к установке, когда существует необходимость защитить групповые линии, обеспечивающие питание розеток штепсельного типа для переносных электроприборов. Обязательно следует устанавливать УЗО, если автовыключатель или предохранитель не предоставляет время автоотключения 0,4 секунды с учетом номинального напряжения 220 В из-за малых показателей токов короткого замыкания.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! Рекомендовано применение дифференциального автомата, который представляет из себя единый прибор УЗО с автовыключателем, надежно защищающим от сверхтока и утечек.

Кроме того, рекомендуется устанавливать УЗО, если в вашей семье есть люди, «любящие» неосторожно обращаться с электропроводкой. Самый простой случай: человек сверлит стену, при этом опираясь босой ногой на батарею, и задевает фазный провод. Тот пролетает по цепочке «металлический корпус дрели — рука — грудная клетка — нога — батарея» и приводит к ужасным последствиям: параличу сердца или остановке дыхания (иногда – все вместе). Если у вас установлено УЗО, оно мгновенно «поймет», что часть тока не вернулась, и тут же отключит электричество. Да, удар током произойдет, но разряд будет минимальным.

Когда УЗО не поможет?

Впрочем, не стоит считать УЗО панацеей от любых бед с электричеством. Прибор не настолько умен, чтобы понять, что именно включено в электрическую цепь – лампочка или человек. Отключение произойдёт только при наличии утечки.

УЗО не спасает от перенапряжения, в т.ч. от импульсного, а также от низкого напряжения, которое «убивает» электродвигатели — в холодильнике, стиральной машинке и так далее.

Агрегат также не защищает от короткого замыкания. Эту задачу выполняет автоматический выключатель или дифференциальный автомат.

Схема подключения УЗО

ВАЖНО! Так как в УЗО отсутствует защита от сверхтоков, при любой схеме его подключения должна быть предусмотрена так же установка автоматического выключателя, для защиты УЗО от токов перегрузки и короткого замыкания.

Подключение УЗО осуществляется по одной из следующих схем, в зависимости от типа сети:

Подключение УЗО без заземления:

Такая схема применяется, как правило, в зданиях со старой электропроводкой (двухпроводной), в который отсутствует заземляющий провод.

Подключение УЗО с заземлением:

Схема подключения УЗО в электросети системы Т N-C-S (когда нулевой проводник разделяется на нулевой рабочий и нулевой защитный):

О том как правильно выполнить заземление читайте здесь.

Схема подключения УЗО в электросети системы Т SN- (когда нулевой рабочий и нулевой защитный проводники разделены):

ВАЖНО! В зоне действия УЗО нельзя объединять нулевой защитный (провод заземления) и нулевой рабочий проводники! Другими словами нельзя в схеме, после установленного УЗО, соединять между собой рабочий ноль (синий провод на схеме) и провод заземления (зеленый провод на схеме).

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.

Разновидности

Аппараты делят на виды по нескольким признакам:

• чувствительности (пороговой величине утечки);
• роду тока;
• энергозависимости;
• задержке срабатывания;
• конструкции.

В зависимости от чувствительности различают следующие типы:

• защищающие от электротравмы;
• противопожарные.

Аппараты делят на виды по чувствительности и роду тока.

У первых чувствительность устанавливают с учетом того факта, что опасным для человека является ампераж в 50 мА. Есть 2 вида:

1. На 10 мА. Используются для подключения потребителей в помещениях с повышенной влажностью (санузлах, кухнях, бассейнах и т.д.).
2. На 30 мА. Для потребителей с нормальными условиями эксплуатации.

Аппараты на 6 мА соответствуют европейским и американским стандартам.

Устанавливать их в наших условиях нецелесообразно, поскольку высокая чувствительность увеличивает вероятность ложного срабатывания.

Противопожарные устройства по величине утечки делятся на 3 вида (мА):

• 100;
• 300;
• 500.

По роду тока утечки УЗО подразделяются на классы:

1. АС — только переменный. Через них подключают холодильники, «теплые полы», конвекторы, водонагреватели и т.п.
2. А — переменный и выпрямленный (пульсирующий). Для приборов, управляемых электроникой (имеют импульсные блоки питания или выпрямители). К ним относятся компьютеры, телевизоры, стиральные и посудомоечные машины, микроволновки.
3. В — переменный, выпрямленный и постоянный. Применяются только в промышленности.

УЗО бывают электромеханическими и электронными.

По энергозависимости различают 2 типа:

• электромеханические;
• электронные.

Вторые оснащены усилителем, повышающим интенсивность сигнала от управляющей катушки. Это позволяет уменьшить габариты дифтрансформатора.

По типу срабатывания приборы делятся на функционирующие:

1. Без задержки. Время срабатывания составляет 0,02-0,03 секунд.
2. С задержкой — G. Отключаются в течение 0,06-0,08 секунд.
3. С большой задержкой — S. Время срабатывания увеличено до 0,15-0,5 секунд.

Изделия класса G и S называют селективными. Они применяются для подстраховки нескольких групповых УЗО.

Конструктивно аппараты делятся на одно- и трехфазные.

Электромеханические УЗО широко популярны в использовании и применяются в электрических цепях переменного тока. Чем это вызвано? Тем, что при обнаружении утечки такое устройство сработает, предотвратив печальные последствия даже при самом мизерном напряжении.

Такой тип УЗО во многих странах считается эталоном качества и тем, которое обязательно к повсеместному использованию. Немудрено, ведь такое УЗО будет работоспособным даже при отсутствии нуля в сети и может спасти чью-то жизнь.

Такие УЗО легко найти на любом строительном рынке. Разница их от электромеханических в наличии внутри платы с усилителем, для работы которой необходимо питание.

Однако у таких УЗО, как уже было сказано, есть огромный недостаток – не факт, что они сработают при утечке тока (все зависит от напряжения в сети). Если отгорел ноль, а фаза осталась, то риск поражения током никуда не девается.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! Мы ведем речь о преимуществах и недостатках УЗО в целом, а не конкретных моделей. Если сильно «повезет», вы можете стать обладателем некачественного УЗО как электромеханического, так и электронного.

Главное отличие селективного УЗО от «собратьев» — наличие в схеме функции выдержки времени отключения цепи, которой питается нагрузка, т.е. селективности. Зачастую этот параметр не превышает 40 мс. Из этого мы делаем вывод, что селективные приборы не годятся для защиты от поражения при непосредственном прикосновении.

Ещё одной особенностью селективных агрегатов является хорошая устойчивость по реакции на скачки тока и напряжения (вероятность ложных срабатываний почти нулевая).

Как следует из названия, такие УЗО используются в системах электроснабжения квартир и домов для предотвращения возгораний. Однако защитить человека они не в состоянии так как ток утечки, на который они рассчитаны равен 100 или 300 мА.

Обычно эти агрегаты устанавливаются в щитах учета или в этажных распределительных щитах. Их основная задача:

• защита вводного кабеля;
• защиты линий потребителей, в которых дифференциальная защита не установлена;
• как дополнительная ступень защиты (если стоящий ниже него аппарат вдруг не сработал).

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:

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.

Особенности устройства

Почему именно УЗО – эффективное средство защиты от токов утечки? Если сравнивать его с выключателями, то узо наиболее чутко реагирует именно на дифференциальный ток, тогда как выключатели уделяют внимание перегрузке в сети и коротким замыканиям.

Человек ощущает боль при воздействии тока величиной 3 – 5 мА. Ток со значением до 30 мА называется током неотпускания, когда человек не может самостоятельно оторвать руку от токоведущей части. Электрический ток от 30 до 100 мА считается смертельно опасным, так как вызывает фибрилляцию (частые сокращения) сердца. УЗО позволяет разорвать электрическую цепь еще до того, как величина тока достигнет опасного для человека значения.

Отличия от дифавтомата

Дифавтомат отключает цепь при:

• утечке тока;
• перегрузке и коротком замыкании.

Дифавтомат отключает цепь при перегрузке и коротком замыкании.

Таким образом, данное устройство представляет собой 2 в одном: УЗО + автоматический выключатель. Рекомендуется выбирать модель со специальными флажками, показывающими причину срабатывания. Без этого усложняется поиск неисправности.

Пример работы УЗО

Приведем небольшой пример типичного УЗО-Д. Дано:

• двухпроводная цепь электроснабжения на 220 В, без заземления;
• в качестве потребителя энергии — стиральная машина;
• встроенное в цепь устройство выключения.

Штатно УЗО пропускает электроэнергию напрямую и без препятствий. Входящий и поступающий токи имеют равное значение. При появлении, допустим, неисправности электродвигателя, напряжение окажется подано на корпус машинки. Коснувшись его, ничего не подозревающий человек окажется под мощным ударом электричеством.

Возникает ток утечки и разбалансировка: часть энергии утекает через тело попавшего под удар. В УЗО возвращается меньше электроэнергии, чем его покинуло, прибор разрывает цепь.

Существуют как простые механические устройства защиты, так и модели с полупроводниковыми размыкателями контактов. Есть и версии с более сложной встроенной логикой. Но электронные дороже и нуждаются в дополнительном питании для поддержания работы схем.

Проверка срабатывания УЗО

Проверка УЗО на правильное срабатывание обычно выполняется при помощи специальной тестовой кнопки — она расположена на корпусе почти каждого прибора этого типа.

Существует также способ, как проверить УЗО батарейкой: к одному  из полюсов следует подключить провод от 10 см, взять пальчиковую батарейку и соединить провода с ее полюсами (второй провод УЗО, как правило, присутствует с завода). При касании жилами батарейки защита должна сработать.

Требования к УЗО приведены в различных ГОСТах. Действие пакета относящейся к УЗО-Д документации охватывает используемые в защите от поражения током и негативных последствий утечки приборы переменного тока с напряжениями до 440 В и силой до 200 А. Среди этих документов:

• ГОСТ Р 50807-95 — классифицирует, приводит характеристики УЗО и содержит проверочные мероприятия и методики;
• ГОСТ Р 30331.3 — определяет правила применения.

Стандарты аналогичны международно принятым и несут всю необходимую информацию. Отметим, что ГОСТ Р 50807-95 относит к УЗО-Д только механические электрокоммутационные приборы/комплексы.

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.

Однако все чаще используется несколько приборов – по отдельным контурам или группам. В этом случае устройство в связке с автоматом (-ми) монтируется в щитке и соединяется с определенной линией

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.

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.

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.

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.

Если на каком-либо из отходящих электроконтуров возникнет ток утечки, защитное устройство тут же отключит все линии. В этом, безусловно, его минус, так как нельзя будет точно определить, где именно неисправность

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.

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.

Если необходимо перекрыть подачу электроэнергии в квартиру или дом, отключают общий автомат, а не УЗО, хотя они установлены рядом и обслуживают одну и ту же сеть

Преимущества такого расположения те же, что и у предыдущего решения – экономия пространства на электрощите и денег. Недостаток – сложность обнаружения места утечки тока.

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.

Предположим, произошла аварийная утечка тока, а подключенное УЗО контура освещения по какой-то причине не сработало. Тогда реагирует общее устройство и отключает уже все линии

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.

Подключение УЗО в двухфазной сети

Двухфазное питание относится к нестандартным присоединениям, где переоборудованный трансформатор старого образца на 127 В был переподключен в треугольник под современных потребителей на 220В, которые питаются от него линейным напряжением.

Рис. 4: Подключение УЗО в двухфазной системе

Чтобы подключить устройство защитного отключения в двухфазную цепь, необходимо обязательно отключить оба провода на вводе в щит, так как каждый из них находится под потенциалом. Затем каждая из фаз подключается к соответствующим фазным клеммам и нулевым клеммам с дальнейшим соблюдением их полярности. В отличии от однофазной системы, автоматы на выходе из УЗО должны устанавливаться для каждой линии или их можно заменить одним двухполюсным.

Подключение УЗО в трехфазной сети

Защита устройств, питаемых сразу тремя фазами, производится по аналогичному принципу, с тем отличием, что УЗО выбирается на четыре вывода. Пример подключения приведен на рисунке ниже:

Рис. 5: Подключение УЗО в трехфазной системе

Как видите, в данном случае подключение защитного устройства производится также после электрического счетчика и вводного пакетника. За ним уже подключаются индивидуальные автоматы, реагирующие на замыкание фаз, а при необходимости и более чувствительные УЗО для выстраивания селективного срабатывания на определенные группы потребителей.

Так как установка отдельного устройства для каждой фазы слишком затратное удовольствие, в трехфазных цепях применяются групповые УЗО, которые работают сразу со всеми элементами линии.

Основные ошибки во время подключения УЗО

При подключении УЗО многие допускают типичные ошибки, которые могут иметь весьма серьезные последствия для человека. Чтобы избежать их, соблюдайте такие правила:

• входные клеммы устройства защитного отключения должны подключаться только после соответствующего автомата, прямое подключение к сети недопустимо;
• соблюдайте соответствие нулевых и фазных контактов, их обозначение специально указано на корпусе;
• при монтаже проводки внимательно соблюдайте схему, особенно это касается объектов с разветвлением, большим количеством подключенных объектов и несколькими УЗО для них;
• если в квартире или доме отсутствует заземляющий проводник, то его ни в коем разе не стоит заменять проводом наброшенным на радиаторы отопления или трубы водопровода, заземление должно изготавливаться в соответствии с правилами;
• обращайте внимание на рабочие характеристики приобретаемых приборов (номинальный рабочий ток и ток отключения) и их соответствие параметрам сети, к примеру, если в линии может протекать ток в 50А, то устройство стоит выбирать минимум на 63А.

Чтобы обезопасить себя во время подключения соблюдайте элементарные правила электробезопасности.

Маркировка

На все изделия наносится маркировка. Она позволяет определить технические характеристики устройства защитного отключения, заявленные предприятием-изготовителем. Умение читать маркировку необходимо для правильного выбора прибора, который в будущем должен обеспечивать безопасность эксплуатации электрических систем.

Содержание маркировки на устройствах защитного отключения определяет в главе 6 вышеупомянутого ГОСТ.

На корпусе устройства указывают:

• торговую марку (название или логотип фирмы);
• номинальный ток, при котором может эксплуатироваться устройство;
• напряжение и его частоту;
• величину тока утечки;
• условный ток короткого замыкания (еще один параметр, не рассмотренный выше, показывающий ток, который способен выдержать защитный прибор в течение времени отключения);
• тип прибора (может отображаться знаком, регламентированным ГОСТ);
• схема подключения;
• температурный диапазон эксплуатации УЗО;
• знак (S), если устройство относится к типу селективных.

Для уверенности в правильной работе устройства защитного отключения необходимо не реже одного раза в месяц проверять на срабатывание отключения, нажатием кнопки ТЕСТ.

Полная расшифровка маркировочных значений

В обязательном порядке на корпусе устройства присутствует название фирмы-разработчика. Далее следует стандартизированная маркировка с обозначением серийного номера.

Для расшифровки аббревиатуры будем использовать такой пример [F][X]00[X]-[XX]:

• [F] – устройство защитного отключения;
• [X] – формат исполнения;
• 00 – цифровые или буквенно-цифровые обозначения серии;
• [X] – количество полюсов: 2 или 4;
• [XX] – характеристики по виду тока утечки: АС, А и В.

Также здесь будут обозначены и номинальные параметры прибора, на которые при выборе необходимо обратить особое внимание.

Расшифровка аббревиатуры: 1 – бренд; 2 – тип устройства; 3 – селективный вид; 4 – соответствие европейским стандартам; 5 – номинальный рабочий ток и уставка; 6 – максимальное переменное рабочее напряжение; 7 – номинальный ток, который прибор может выдержать; 8 – дифференциальная включающая и отключающая способность; 9 – электросхема; 10 – ручная проверка работоспособности; 11 – маркировка положения переключателя

К максимальным параметрам, на которые рассчитаны устройства, относятся: напряжение Un, ток In, дифференциальное значение тока размыкания цепи IΔn, способность включения и отключения Im, коммутационная способность при замыканиях Icn.

Основные маркировочные значения должны быть расположены таким образом, чтобы оставаться видимыми после установки прибора. Некоторые параметры могут наноситься сбоку или на задней панели, видимые только до монтажа изделия.

Выходы, предназначенные только для подсоединения нулевого провода, обозначаются латинским символом «N». На отключенный режим УЗО указывает символ «О» (окружность), включенный — короткая вертикальная черта «I».

Не на каждое изделие нанесены оптимальные температурные показатели окружающей среды. В тех моделях, где есть символ 
— это значит, что диапазон рабочего режима от -25 до + 40 °C, если нет никаких обозначений — имеются в виду стандартные показатели от -5 до +40 °С.

Правила выбора защитных аппаратов

Перед покупкой УЗО можно посетить форумы электриков для поиска совета о надежности того или иного производителя.

Однако подбирать максимальный и пороговый ток, количество полюсов, схему крепления и другие технические параметры необходимо строго индивидуально, исходя из особенностей помещения и электрической разводки.

Устройство защитного отключения не контролирует энергопотребление подключенных приборов, но имеет ограничения по максимально пропускаемому току.

Поэтому важно знать, как выбрать УЗО по мощности, чтобы при монтаже схемы разводки правильно учесть энергопотребление каждой группы помещений. Ведь при превышении номинальным током порогового для прибора значения он может перегореть.

В квартирах и частных домах обычно используют одноуровневую или двухуровневую систему УЗО. Каждая из них имеет свои особенности.

Одноуровневая схеме с единственным УЗО – расчет номинального тока производится исходя из суммарной мощности одновременно подключенных к сети приборов.

Схема с единственным УЗО предохранит помещение от пожара, а человека – от большинства потенциальных электротравм. Её минусом является необходимость покупки прибора с высоким порогом дифференциального тока

Например, при энергопотреблении стиральной машинки 2,4 кВт, освещения 1,1 кВт и других приборов 2,8 кВт, УЗО должно пропускать (2400+1100+2800)/220=28 А.

В этом случае, при номинальном токе устройства защитного отключения 30 А, оно не перегорит даже при одновременной работе всей бытовой техники и освещения.

При установке единственного УЗО может возникнуть проблема с поиском места пробоя. В какой бы комнате ни произошла утечка тока, выбивать электроэнергию будет во всей квартире. Поэтому лучше не экономить и смонтировать разветвленную систему защиты.

Одноуровневая схема распространена в частных домах, где УЗО устанавливаются отдельно в каждой хозяйственной постройке: гараже, теплице, мастерской

Разветвленная одноуровневая схема установки УЗО. В такой ситуации провода от счетчика с помощью специальной шины разветвляются на несколько групп, каждая из которых контролируется отдельным защитным аппаратом.

Расчет номинального тока для каждого УЗО при разветвленной одноуровневой системе осуществляется отдельно. При этом учитывается максимальная мощность потенциально подключаемых к устройству приборов.

Например, при подключении к УЗО исключительно стиральной машины с энергопотреблением 2,4 кВт, его номинальный ток должен будет составлять не менее 2400/220=10,9 А.

Двухуровневая схема обычно монтируется в рамках одного электрощита и не имеет других минусов, кроме повышенных затрат на покупку УЗО

Двухуровневая система УЗО считается оптимальной с точки зрения безопасности и ремонтопригодности.

Первый ее уровень устанавливается на входе в квартиру и обеспечивает противопожарную безопасность. Номинальный ток этого защитного устройства обязан быть не ниже максимальных возможностей прибора учета электроэнергии.

Второй уровень энергозащиты ставится на отдельные группы потребителей. Это могут быть комнаты, этажи, пристройки, уличное освещение, единичные розетки.

Устройства второго уровня обычно стоят дешевле и имеют меньший номинальный ток. Сумма его значений у всех устанавливаемых приборов должна быть меньше, чем у базового УЗО на входе в помещение.

Например, при защитных аппаратах второго уровня с номинальным током 10 А, 16 А и 16 А потребуется смонтировать на общем входе прибор с минимальной пропускной способностью 10+16+16=42 А.

Преимуществом двухуровневой системы является возможность отключения отдельных групп электроприборов при наличии утечки тока. Это позволяет отремонтировать технику или найти проблемы с изоляцией в стене без обесточивания всей квартиры.

Каждая модель УЗО срабатывает при определенном уровне дифференциального тока, возникающего между двумя жилами электрокабеля. Поэтому важно знать, как подобрать для дома УЗО с безопасными характеристиками.

Электрическая энергия в минимальных количествах способна просачиваться и сквозь нормальную изоляцию проводов, которая соответствует нормам по элекробезопасности

При расчете порогового дифференциального тока УЗО учитывают сразу несколько параметров:

• длину провода до потребляющего электроэнергию прибора;
• естественную утечку тока в технике;
• мощности приборов.

Общая формула определения дифтока следующая:

IΔ=(0,4Iрасч(A)+0,01Lпровода(м))/1000

Для примера, возьмем вышеописанную схему электроприборов и их мощности. Пусть длина кабеля к каждой группе бытовых устройств будет равна 12 м.

Расчет параметров УЗО для вышеприведенной схемы будет следующим:

• IΔмаш=(0,4*2800/220)+0,01*12=5,21 мА;
• IΔосв=(0,4*1100/220)+0,01*12=2,12 мА;
• IΔроз=(0,4*2400/220)+0,01*12=4,48 мА.

Согласно рекомендациям, пороговый ток аппарата должен быть в три раза больше рассчитанного дифференциального. Что связано с повышенной электронагрузкой в первую секунду включения бытовой техники.

Если не соблюсти это правило, то возможны частые ложные срабатывания УЗО, что будет создавать проблемы для потребителей.

Пороговый дифференциальный ток всегда указывается на передней панели УЗО, потому что является ключевой характеристикой, влияющей на схему его монтажа

Поэтому для каждой рассматриваемой группы электроприборов минимальное значение порогового дифференциального тока будет следующим:

• 5,21 мА*3=15,63;
• 2,12 мА*3=6,36;
• 4,48 мА*3=13,45.

То есть для стиральной машины и группы розеток понадобится УЗО с дифтоком 30 мА, а для группы освещения будет достаточно устройства на 10 мА.

Такие характеристики приборов обеспечат нормальное функционирование техники и обезопасят людей от электроудара. Не рекомендуется для этих целей устанавливать УЗО с параметром выше 30 мА.

При двухуровневой схеме ток утечки основного защитного устройства, расположенного на входе в помещение, выбирается в пределах 100-300 мА.

Эти УЗО срабатывают при пробое старой или поврежденной изоляции внутри стен. Таким образом, обеспечивается защита помещения от пожара при скрытых дефектах электропроводки.

В двухуровневой системе появление значительной утечки тока может привести к срабатыванию защитного аппарата на обоих уровнях.

Чтобы исключить такую ситуацию, в качестве базового можно установить селективное защитное устройство. Его время срабатывания составляет 150-500 мс, что в разы больше, чем у стандартного УЗО (20-40 мс).

Время срабатывания УЗО зависит от уровня тока утечки: чем он выше и опаснее, тем быстрее отключаются силовые контакты (+)

При таком подборе аппаратов отключаться будет только электропитание на втором уровне, что не приведет к исчезновению электричества во всей квартире.

Что касается обычных УЗО, то чем меньше время их реакции, тем они безопаснее. Этот факт необходимо учитывать при их покупке.

Непосредственно защитная функция УЗО мало зависит от его производителя. Прибор любой фирмы, за исключением явно бракованных моделей, будет отключать электропитание при превышении дифференциальным током порогового значения.

Минусы защитных устройств могут состоять в следующем:

• ложные срабатывания;
• повышенное гудение;
• нагрев во время работы;
• хлипкость корпуса, что может привести к его повреждению при монтаже;
• малый гарантийный срок.

Чем надежнее и авторитетнее производитель УЗО, тем меньше перечисленных недостатков будет иметь его оборудование.

По надежности УЗО известных отечественных компаний не уступают европейским производителям, поэтому стоит присмотреться к их модельному ряду тщательнее

Однако с ростом качества будет расти и цена.

Наиболее надежными производителями защитных устройств являются:

• Legrand;
• ABB;
• AEG;
• КЭАЗ;
• Schneider Electric;
• Siemens;
• DEKraft;
• General Electric.

При покупке УЗО следует помнить, что это устройство устанавливается не ради соблюдения строительных норм, а для сохранения здоровья и жизни близких людей.

Поэтому не стоит покупать изделия сомнительных производителей. Они могут не только не сработать, но и сами привести к пожароопасной ситуации.

Существуют и другие критерии выбора устройств защитного отключения, но они имеют гораздо меньшее значение для безопасности потребителей.

Правила безопасности при установке УЗО, счетчиков и автоматов

Подключение УЗО осуществляется с соблюдением правил безопасности. От них зависит ваша жизнь и здоровье. Основные принципы безопасного монтажа таковы:

1. Работа выполняется с отключением напряжения. Его отсутствие обязательно проверяется индикаторной отверткой, мультиметром или контрольной лампочкой на 220В.
2. Подключенные провода необходимо промаркировать. Это удобно делать с помощью изоленты или термоусаживаемых трубок разных цветов.
3. Для подключения и наращивания проводов применяются клеммники заводского изготовления. Согласно ПУЭ скрутки запрещены.
4. У каждого провода, подключенного к УЗО или автомату, проверяется надежность контакта. Для этого достаточно с небольшим усилием попробовать выдернуть проводник. Он должен оставаться на месте и не болтаться.
5. При первой подаче питания не исключены короткие замыкания и взрывы в электрощите. Поэтому следует защитить глаза и открытые участки тела и попросить уйти посторонних.
6. После установки следует проверить срабатывание нажатием кнопки «test». Перед этим на него подается напряжение.
7. Замена и установка нового УЗО выполняются не менее чем 2 лицами. Второй человек — наблюдающий.

Монтаж автомата на DIN-рейку

Обратите внимание! Устройство защитного отключения фиксируется на DIN рейку. Это заметно упрощает процесс монтажа. Если в щите изначально нет плашки для крепления DIN устройств, то ее придется докупить дополнительно. Многие люди при покупке УЗО и автоматов забывают подумать о том, на что будут их крепить.

При выборе УЗО следует учесть номинальный ток, который оно способно пропустить. Для обычной квартиры достаточно 16-32 А. Другой критерий подбора — ток срабатывания (IDn). Если УЗО должно защищать человека от поражения электрическим током, то необходимо ставить устройство на 10-30 мА. Если цель — спасти от пожара, нужный номинал равен порядка 100-300 мА.

Устройство защитного отключения устанавливается со снятием напряжения. Не нужно выполнять работу своими руками, если нет опыта по сборке схем. После запуска устройство желательно проверить нажатием кнопки «test».

Источники:

• https://odinelectric.ru/equipment/circuit-breaker/chto-takoe-uzo-naznachenie-markirivka-vidy
• https://RkzSp.ru/provodka/avtomat-qf1.html
• https://elektroshkola.ru/apparaty-zashhity/uzo/
• https://stroyhelper.ru/shema-podklyucheniya-uzo/
• https://ProFazu.ru/elektrooborudovanie/zaschita/uzo-chto-eto-takoe-v-elektrike.html
• https://www.vseinstrumenti.ru/articles/electrika-i-svet/princip-dejstviya-ustrojstvo-i-ustanovka-uzo/
• https://sovet-ingenera.com/elektrika/uzo-schet/sxema-podklyucheniya-uzo.html
• https://www.asutpp.ru/kak-pravilno-podklyuchit-uzo.html
• https://sovet-ingenera.com/elektrika/uzo-schet/chto-takoe-uzo.html
• https://sovet-ingenera.com/elektrika/uzo-schet/kak-vybrat-uzo.html
• https://220.guru/elektrooborudovanie/avtomaty-uzo/sxema-podklyucheniya-ustrojstva-zashhitnogo-otklyucheniya.html