Как правильно подключить УЗО без заземления — схема и ее плюсы и минусы

Разновидности электрических сетей

Электропитание в наши квартиры и дома поступает из однофазной сети или трёхфазной.

Однофазное электрическое питание представляет собой одну фазу и ноль. Для питания бытовой техники и осветительных приборов нужно фазное напряжение, которое получается на выходе после понижающего трансформатора. Такое однофазное питание предполагает запитку от одной фазы линии.

По фазному проводнику движется электрический ток, а по нулевому он возвращается в землю. Чаще всего такой тип электропроводки применим в квартире, и имеет он две разновидности:

• Однофазная сеть двухпроводного исполнения (без земли). Такой тип электросети чаще всего можно встретить в домах старой постройки, в ней не предусмотрено заземление электрических приборов. Цепь включает в себя только нулевой провод, имеющий буквенную маркировку N, и один фазный проводник, он соответственно обозначается буквой L.
• Однофазная сеть трёхпроводного исполнения. В ней помимо нулевого и фазного имеется ещё защитный заземляющий проводник, обозначаемый РЕ. Корпуса электрических приборов нужно подсоединять к заземляющим проводникам, это обеспечит защиту самой техники от перегорания, а человека от действия электрического тока.

В доме зачастую присутствует техника, которой нужно трёхфазное напряжение (насосы, двигатели, если есть станки в сарае или гараже). В данном случае сеть будет состоять из нулевого и трёх фазных проводов (L1, L2, L3).

Аналогично трёхфазная сеть бывает четырёхпроводного исполнения и пятипроводного (когда присутствует ещё защитный заземляющий проводник).

С разновидностями сетей определились, а теперь будем непосредственно переходить к вопросу, возможно ли подключение УЗО без заземления и как правильно устанавливать это устройство?

В чём необходимость монтажа УЗО?

Рассмотрим этот вопрос на простом примере. Предположим, в ванной комнате стоит стиральная машина. Электрическая квартирная проводка выполнена только нулевым и фазным проводами, защитного заземления нет, и УЗО не смонтировано.

Представляем ситуацию дальше. Внутри машинки повредился изоляционный слой, в результате чего фаза стала соприкасаться с металлическим корпусом. Появился какой-то потенциал, то есть корпус стиральной машинки теперь под напряжением. Если к ней подойдёт человек и прикоснётся, то будет играть роль проводника, по которому потечёт электрический ток. Действие тока продолжится до тех пор, пока человек не отдёрнет руку от стиральной машинки, потому что повреждённый участок никаким устройством не отключится. К сожалению, под воздействием тока мышцы человека парализуются, и самому отдёрнуть руку не всегда получится.

Здесь есть два варианта – либо человек теряет сознание и подает, либо кто-то посторонний оказывает ему помощь путём отключения вводного автомата на помещение.

Если бы в рассмотренном примере в распределительном щитке стояло УЗО, оно отреагировало бы на появление тока утечки, отключилось и обезопасило человеческую жизнь. Именно по этой причине в квартире, оснащённой большим количеством мощной бытовой техники, просто необходима установка УЗО.

Назначение и область применения УЗО

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.

На практике это можно представить следующим образом: при пробое электропроводки на корпус стиральной машинки или водонагревателя их корпус будет находиться под потенциалом. Как только с корпуса потенциал начнет перетекать на землю, защита отреагирует, и человек не пострадает. Наиболее актуально подключать УЗО в цепь мощных приборов на кухне или в ванной, так как из-за выделения конденсата на их поверхности и металлическом корпусе, который является потенциальным проводником.

Но это не означает, что остальное оборудование не требует подобных приспособлений для защитного отключения: те же светильники, розетки и прочая подключенная нагрузка также может нести угрозу человеку. Поэтому их тоже актуально подключать к УЗО  на щитке как общим для всей электрической проводки, так и отдельно для каких-либо приборов или их групп. Особенности применения электронных и электромеханических УЗО  напрямую зависит от схемы электроснабжения и места их установки.

Как работает УЗО

Чтобы лучше было понятно, как работает УЗО – прежде всего, следует ознакомиться с его схемным исполнением и внутренним устройством. Независимо от способа включения (УЗО без заземления или при его наличии) в основе работы этого прибора лежит принцип сравнения втекающих и вытекающих токов. Для этого в его составе имеется дифференциальный узел, через который разнонаправленно протекают токи I1 и I2.
Принцип работы УЗО

Они создают в катушках ферритового сердечника одинаковые магнитные потоки, компенсирующие друг друга. В итоге на исполнительное устройство разностный сигнал не воздействует, а УЗО остается во включенном (замкнутом) состоянии.

При случайном контакте с оголенным проводом через тело человека или животного начинает течь ток утечки Iу. В результате этого протекающая через орган сравнения обратная составляющая I2 уменьшается на эту величину.

Баланс прямого и обратного потоков в катушках Ф1 и Ф2 нарушается, а на исполнительный узел подается разностный сигнал. После этого УЗО в двухпроводной сети отключает нагрузку от питающей линии (опасное напряжение пропадает).

Лучшие схемы на подключение УЗО

Для линий электрических сетей бытового назначения является характерным внедрение УЗО без «земли». Основная доля схемных решений бытового сектора – это именно однофазная разводка, где в принципе существуют только две линии: фаза и ноль.

Особенности схем без заземления

Схематика устройства электрической цепи без заземления обязательно выполняется с учетом включения автоматической защиты по «КЗ» (короткому замыканию) и току перегрузки.

Это очевидный фактор, потому как отдельные устройства УЗО не предназначены защищать от подобных явлений. Эти аппараты спасают лишь от токов утечки.

Автоматический выключатель – примерно такие ставятся, как правило, в схему для организации защитной отсечки по причине перегрузки сети. Конструктивное исполнение УЗО не предполагает такого типа отсечки

Диапазон токов отсечки и теххарактеристики автоматических выключателей несколько отличаются от рабочих параметров защитных УЗО.

Между тем существуют универсальные устройства отсечки, сочетающие в одном приборе функции автоматического выключателя и защиты от непреднамеренных касаний к токоведущим электрическим шинам.

Каждое защитное устройство конструктивно предполагает коммутацию обоих проводников питающего кабеля – фазы и ноля.

При этом, выполняя монтаж электропроводки, следует точно подключать проводники на рабочие клеммы. Неправильный монтаж грозит повреждением прибора защиты, что приведёт к неработоспособности защитной системы в целом.

Классический вариант включения

В зависимости от технической нагрузки (количества бытовых приборов) и числа помещений, в квартире или доме может эксплуатироваться единая полная сеть или сеть, состоящая из нескольких подсетей.

Простейшая на первый взгляд схема включения прибора в состав пользовательской сети, имеет свои нюансы. Поэтому неправильное подключение грозит не просто выходом из строя самих защитных приборов, но чревато опасной эксплуатационной ситуацией

Для первого случая обычно достаточно одного прибора УЗО под организацию защитного отключения. Исходя из параметров потребляемого тока или общей потребляемой мощности, в этом случае выбирают защитный аппарат по номинальному току и определяются с током отсечки.

Для второго варианта приборы внедряются на каждую из существующих подсетей. При этом, как правило, все установленные УЗО дополняются автоматическими выключателями, рассчитанными на потребляемую мощность отдельно взятой подсети.

Таким, примерно, выглядит схемное решение по внедрению УЗО в классическом варианте подключения. Этот несложный вариант разводки обеспечивает защиту квартирной (домашней) сети в целом – полным обесточиванием

Классическое исполнение схематики включения УЗО «без земли» традиционно выполняется следующим образом:

1. Главный питающий кабель, состоящий из двух жил (фаза, ноль), подводится к автомату.
2. От автоматического выключателя обе жилы подводят к электросчетчику.
3. Далее от электросчетчика два провода питания включают на вводные клеммы УЗО.

После защитного прибора, для варианта без подсетей, дублирующий автоматический выключатель можно не ставить, но в некоторых случаях специалисты рекомендуют это делать.

Если же используется схема с подсетями, то после УЗО на каждую ветку необходимо ставить отдельный автомат.

Несколько модернизированная разводка с одним УЗО и отдельным автоматом на каждую подсеть. Принцип действия практически аналогичен «классике», но благодаря дополнительным автоматам, проще определять неисправность

Таким образом, фазная жила, отходящая от прибора защиты, питает рабочие сети через дополнительные автоматические выключатели.

Нулевая жила, также проходящая через схему прибора отсечки, выводится на общую нулевую шину, откуда распределяется по отводным линиям нуля для подключения нагрузки.

Какая схема включения УЗО лучше?

Лучшая или худшая схема – эти понятия являются чисто поверхностными. Насколько эффективной может быть та или иная схема – вот в чем вопрос.

И здесь даже неспециалисту понятно, что многоступенчатый вариант, где используются разные уровни защиты, видится более эффективным, чем любой другой упрощенный.

Тоже своего рода классический схемный вариант с дополнением УЗО двумя линейными автоматами. Один из автоматов обычно ставят на линию питания мощной кухонной техники, второй – на освещение и розетки других комнат

Поэтому схема устройства энергообеспечения с подсетями, когда используется одно общее УЗО и дополнительные приборы защиты на каждой из веток электроцепи, явно выглядит предпочтительной.

Построение такой схемы, как правило, предполагает установку основного защитного прибора с током отсечки 100-300 мА. А дополнительные приборы, распределенные по отдельным ответвлениям общей цепи, имеют ток отсечки не выше 30 мА.

Таким способом обеспечивается двойная защита – пожарная и на случай непреднамеренного касания.

Схемное решение, где применяются два прибора УЗО и один дифференциальный автомат. Разводка здесь также осуществляется «без земли» с разделением питающих цепей за счёт дополнительных автоматов

Преимущества построения энергосети подобным способом проявляются еще и в том, что на случай срабатывания обычно отключается только отдельный участок бытовой электропроводки, а не общая зона питания. При таких условиях отключения обнаружить место токовой утечки значительно проще.

С другой стороны, так называемая расширенная схема включения УЗО без заземления, является обременительной для пользователя, с точки зрения увеличения расходов на построение.

Понятно, чтобы выстроить многоступенчатую защиту, в этом случае потребуются более существенные финансовые вливания, нежели под устройство упрощенного варианта.

Схема применения УЗО в частном доме

Муниципальные строения обычно не создают особых проблем с функциями защиты, за исключением откровенно старых построек.

Сети муниципальных домов, как правило, обслуживаются сервисом. А вот в частном доме подобные вопросы хозяевам нередко приходится решать самостоятельно.

Распространённая и часто применяемая на практике схема разводки питающей сети в частном доме. Как видно из графики, применяются несколько защитных приборов, отсекающих обслуживаемые подсети при разных токовых утечках

Правда, самодеятельность в таких делах не рекомендуется. И если требуется организовать надежную схему подключения с применением УЗО, следует обращаться к специалистам-энергетикам.

Проектам частных домостроений, особенно современным постройкам, присущи в достаточной степени сложные схемы решения защиты по энергетическому питанию.

Рассмотрим одно из них для устройства в частном доме:

1. Всего используется 5 защитных приборов с разбросом токов отсечки от 10 до 300 мА.
2. В качестве основной защиты от «КЗ» и возможного возгорания выступает УЗО 300 мА.
3. Два универсальных прибора на 30 мА задействованы под освещение и розеточную группу.
4. На линии питания помещений с агрессивной средой и где требуется повышенная защита, установлены высокочувствительные приборы на 10 мА.
5. Общая цепь разделена на подсети в зависимости от назначения.

Функциональность такой схемы можно расписать следующим образом. Первый прибор — УЗО 300 мА — исполняет функции противопожарной блокировки.

Вместе с тем для этого устройства характерной является отсечка по факту суммарного тока утечки от всех подсетей, если это значение превысило допустимый параметр.

Внешний вид защитного устройства, рассчитанного на отсечку, когда существует риск возгорания по причине аварийного состояния сети. Такие УЗО на дифференциальный ток 300 мА относятся к устройствам противопожарной блокировки

Следом за противопожарной системой включается в действие универсальная, которая гарантирует срабатывание и на случай обнаружения «КЗ» и токовых утечек свыше 30 мА.

Обслуживаемой зоной для УЗО этой подсети является линия, питающая приборы освещения и розеточную группу.

Наконец, своего рода третью защитную ступень формируют высокочувствительные приборы на 10 мА, которые по факту обслуживают зоны, где условия требуют неординарного подхода — ванная, детская комната.

Прибор с высокочувствительной защитной характеристикой, с током дифференциального изменения 10 мА. Как правило, используется при организации электрических схем в помещениях, где повышенная опасность пробоя или в детских комнатах

Вариант защиты для дачного хозяйства

Современные проекты дачных хозяйств все чаще выступают полноценной строительной инфраструктурой, ничем не уступающей жилому сектору под проживание на постоянной основе. Очевидно, что фактор комплексной защиты становится актуальным и для дачных строений.

Однако применительно к таким хозяйствам, требования электрической безопасности, как правило, несколько занижены по сравнению с реальным жилым сектором.

Поэтому здесь традиционно используются упрощенные схемные решения с применением универсальных УЗО на ток отсечки 30 мА.

Таким типом защитных устройств обеспечивается вполне действенная защита на случай непреднамеренных прикосновений к зонам электричества, где возможна утечка тока.

Кроме того, это же исполнение приборов обеспечивает блокировку на случай технических повреждений оборудования или электропроводки.

Помимо УЗО, дачная разводка оснащается также защитными автоматами – обычно по одному на линии света и линии электрических розеток.

Наиболее часто применяемый прибор с дифференциальным током 30 мА. Считается своего рода универсальным устройством, так как теоретически способен блокировать питание как при коротких замыканиях, так и в случае непреднамеренных касаний

Если требуется эксплуатация дополнительного оборудования, таковое подключается к уже существующей схеме через дополнительный автоматический выключатель.

Как подключить в частном доме

Если необходимо осуществить монтаж устройства в доме, где нет возможности подключить «землю», то монтаж предохранительного механизма без заземления должна осуществляться в такой последовательности:

• Подключение входного УЗО с общей утечкой до 300 мА.
• Подключение дополнительного УЗО на 30 мА для розеток в жилых комнатах.
• Монтаж сверхчувствительной системы на 10 мА для ванных и детских комнат.

Таким образом, удаётся добиться максимальной эффективности защиты от поражения электрическим током. Устройство, которое устанавливается на входе, осуществляет защиту только от возникновения пожара, но дополнительные приборы установленные без заземления, позволяют добиться полного отсутствия тока проводки, в случае когда происходит прикосновение человека к корпусу устройства находящегося под напряжением.

Процесс подключения

УЗО не защищает электропроводку от короткого замыкания и перегрузки, поэтому необходимо устанавливать защитное устройство вместе с автоматическим предохранителем.

Если в доме используется двухфазная электрическая сеть и необходимо осуществить подключение защиты от утечки электрического тока на все устройства, то в электрическом щитке после «автомата» устанавливается устройство защиты без заземления для двухфазной сети.

Мощность данного устройства должна быть достаточно высока, чтобы обеспечить надёжную защиту всей домашней электропроводки.

УЗО, которое будет защищать всю домашнюю проводку устанавливается на щитке при вводе электричества в дом, или в распределительном щитке квартиры. Если домовладение подключается к электрической сети без использования заземляющего проводника, то в данном случае осуществляется монтаж УЗО без заземления.

Такая схема подключения позволит избежать серьёзных последствий при прикосновении человека к корпусам устройств, которые будут находиться под напряжением.

В данном случае произойдёт отключение тока всего контура проводки включая освещение. Такой способ подключения неудобен тем, что при частом отключении защитного устройства без заземления в ночное время, потребуется восстанавливать работоспособность электрической сети в полной темноте, так как по технике безопасности использования защитного устройства, прежде чем осуществить включение УЗО, необходимо устранить причину, которая вызвала срабатывания устройства.

В случае подключения УЗО без использования заземления, в большинстве случаев, обнаружить прибор, у которого осуществлён «пробой» на массу не составит большого труда, потому что человек ощутит на себе воздействие электрического тока, даже в случае кратковременного воздействия. Обычно, отключение прибора, который «бьётся» током, полностью решает проблему.

Гораздо сложнее найти причину отключения защитного устройства без заземления, если утечка произошла по вине домашних животных или грызунов. В данном случае также произойдёт отключения всей проводки в доме.

Чтобы более рационально использовать систему защитного отключения в квартире, которая устанавливается без заземления, рекомендуется на каждый контур электрической проводки подключить отдельный элемент защиты.

Например, осуществить подключение УЗО для ванной комнаты, кухни и жилых комнат. В этом случае, при аварийном отключении обесточится только тот участок электрической сети, где расположен неисправный прибор.

Данная схема УЗО без заземления обойдётся значительно дороже, по причине установки нескольких устройств защиты, но определить неисправность будет значительно проще, а отключение электричества во всём доме не будет происходить, что особенно важно при срабатывании УЗО в ночное время.

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.

Как проверить УЗО за 30 секунд

Устройство защитного отключения отвечает за здоровье и безопасность людей, поэтому периодически его следует проверять на исправность. Для этого на приборе предусмотрена кнопка «test». Если при ее нажатии УЗО выбивает, то оно считается исправным.

Существует и другая более надежная методика проверки. Для нее необходимо подключить резистор между заземлением и фазным проводом розетки. Сопротивление резистора подбирается исходя из закона Ома и тока срабатывания УЗО. Способ крайне опасный для испытателя. Его не рекомендуется использовать людям, которые не имеют образования и опыта работы электриком.

Правила безопасности

Если вы решили самостоятельно подключить УЗО, успех и безопасность выполняемых работ будет зависеть от соблюдения вами правил безопасности:

• Перед началом монтажных операций обязательно снимите напряжение с участка (после отключения не лишним будет проверить наличие потенциала индикатором);
• Позаботьтесь о маркировке проводов – так будет гораздо удобнее подключать устройство, чтобы не перепутать выводы;
• Обязательно пользуйтесь заводскими клеммами и зажимами, ни в коем разе не допускайте накруток, напаек и других соединений с плохим контактом;
• После установки проверьте надежность соединений и наличие достаточной изоляции на всех токоведущих элементах;
• При вводе в работу обязательно проверяйте работоспособность путем нажатия кнопки тест;
• При первой подаче напряжения на вновь установленное устройство оно может разлететься из-за заводского брака или монтажных дефектов, поэтому лучше не стоять поблизости или принять меры для защиты глаз.

Перед подачей напряжения после завершения монтажа обязательно убедитесь, что никто из домочадцев или коллег не касается токоведущих элементов.

Советы специалистов

Выбирая УЗО для установки в частном доме или квартире, стоит сразу же отказаться от устройств с электронным управлением. Если питание электронной схемы по какой-либо причине нарушится, то его работоспособность будет некорректной, устройство перестанет выполнять возложенную на него задачу. А сбои этого устройства могут привести к трагедии.
Добавьте в общую схему подключения УЗО без заземления еще и автоматический выключатель. Полноценную защиту в случае утечки тока сможет обеспечить УЗО, но оно не рассчитано на защиту сети от коротких замыканий или перегрузок. Сочетание двух устройств поможет защитить от возникновения пожаров, повреждения оборудования и от поражения током.

Когда вы подключаете устройство защитного отключения от сети, не забывайте о том, что после УЗО недопустимо создание единого узла из нулевых проводников. Созданная таким способом схема станет причиной постоянных ложных срабатываний устройства и его некорректной работы.

Смонтировав всю цепь, проверьте, насколько правильно вы воспроизвели схему. Для этого достаточно просто подключить любой электроприбор к розетке, которая входит в одну цепь с УЗО. Если УЗО не отключилось, то все сделано правильно. Протестировать работоспособность устройства на срабатывание можно очень просто: достаточно нажать тест-кнопку, расположенную на корпусе УЗО.