УЗО: что это такое, необходимость установки, характеристики

Схема подключения УЗО без заземления

Чтобы надежно работало УЗО, нужна трехпроводная сеть – это двухпроводная электрическая сеть с дополнительным защитным заземлением. Заземление устанавливается с целью защиты человека от тяжелого поражения электрическим током при пробое фазы на корпус электроприбора.

В этом случае имеет место короткое замыкание и сработает электромагнитная защита автоматического выключателя. УЗО также защищает человека от воздействия электрического тока при аварийной утечке тока. Подключается УЗО фазным и нейтральным проводом на верхние клеммы.

С нижних клемм выходят фаза и ноль для нагрузки. Если нет утечек тока, то ток фазы и нейтрали будет идентичным, УЗО не сработает. Если произошла утечка тока, то УЗО вычислит ее и отключит электрическую цепь от сети. Таким образом, УЗО вычисляет токи фазного и нейтрального проводов и при обнаружении разницы токов включается механизм защиты.

Это можно показать на примере. Если возникла аварийная ситуация, произошел пробой изоляции, и фаза появилась на корпусе электрической плиты, то до прикосновения человека УЗО работает в режиме ожидания и не отключается, а при прикосновении человека к токопроводящему корпусу электрической плиты возникает ток утечки по пути – фазовый провод, корпус плиты, человек, токопроводящий пол, что заставит сработать защитный механизм.

Подключение УЗО без заземления

Строительство новых домов предусмотрено с защитным заземлением. При подключении УЗО к однофазной сети с заземлением при нарушении изоляции и замыкании сетевого провода на корпус электроприбора, возникнет ток утечки, который замкнется на токопроводящий корпус электроприбора и сработает защита УЗО.

Давайте представим, что защитное заземление отсутствует. УЗО не сработает до появления тока утечки, а он появится при случайном прикосновении человека к токопроводящему корпусу электроприбора. Ток утечки пройдет по пути сетевого провода, корпус электроприбора и человека стоящего на полу, в результате сработает механизм защиты УЗО.

Схема подключения УЗО с защитным заземлением

Что же получается? При наличии заземления корпуса электроприбора в аварийной ситуации сработает УЗО без прикосновения человека к корпусу прибора, так как возникает ток утечки через заземляющий проводник. В случае отсутствия защитного заземления ток утечки УЗО появится только при касании человека к корпусу находящемуся под напряжением. Во втором варианте человек становится «подопытным кроликом».

Однако время срабатывания защиты УЗО составляет миллисекунды, и человек не почувствует воздействие электрического тока. Даже при полном наличии фазы на корпусе бытового устройства, в лучшем случае вы почувствуете легкое пощипывание. Какую схему подключения УЗО выбрать решать вам.

Однако я советую выбрать установку УЗО с заземлением, и более безопасной защитой. В доме не сложно сделать контур защитного заземления, а в квартире защитное заземления можно взять с корпуса электрощита в подъезде и развести провод заземления по плинтусу к розеткам мощных потребителей тока – это стиральная машина, бойлер, электроплита, розетки в ванной.

Подключение УЗО в двухпроводной сети

Возможны два варианта схемы подключения УЗО без заземления. Для первого случая выбираем УЗО с током утечки 100 мА и рассчитанным на номинальный ток нагрузки всей квартиры, допустим 32 А. Тогда схема будет выглядеть так: – вводной автомат 40 А, учет, УЗО 32 А, автоматы разных групп потребителей.

Схема подключения одного УЗО без заземления

У такой схемы есть большой недостаток, при срабатывании защитного механизма УЗО отключается квартира полностью, и для обнаружения неисправности придется лазить по всей квартире. Еще один недостаток такой схемы – это низкая чувствительность УЗО. Ток в 100мА более чувствителен для человека. Вторая схема хоть и дороже, но не имеет этих недостатков.

Схема подключения нескольких УЗО без заземления

Эта схема УЗО без заземления содержит – вводной автомат, счетчик, групповые автоматы и УЗО для выбранных автоматов. УЗО выбирается в этой системе на ток 30 мА. При возникшей утечке тока сработает та УЗО, на линии которой возникла неисправность в электрической цепи. На остальных группах автоматов будет присутствовать сеть. Во время подключения УЗО в двухпроводную сеть должны учитываться следующие моменты.

1.Так как УЗО не имеет защиту от к. з. и перегрузки, перед ним нужно ставить автомат. Номинальный ток УЗО выбирается на порядок выше номинального тока автоматического выключателя, так как УЗО может выйти из строя при токах которые больше его номинального значения.

2.Нейтральный провод с выхода УЗО идет только на розетку потребителей, соединять с другими нулевыми проводами нельзя, чтобы не было ложных срабатываний.

Типы УЗО

Перед установкой УЗО в квартире, нужно правильно подобрать подходящее устройство.

Ток утечки может быть стандартным синусоидальным в 50 Гц, но может и пульсирующим или непрерывным постоянным. Вид тока зависит от того, где именно возникла неисправность.

  • УЗО АС. Срабатывает при утечке переменного тока, но бывает абсолютно неэффективным при возникновении пульсирующего или полного постоянного тока.
  • УЗО А. Работает с переменным и пульсирующим постоянным током. Эти УЗО чувствительнее, но и дороже.
  • УЗО В. Работает с переменным, пульсирующим постоянным и постоянным дифференциальным током утечки. Это самая сложная, всесторонняя и комплексная защита.

УЗО типа АС

Важно! Переменный ток утечки обычно возникает при нарушении изоляции проводов. Пульсирующий постоянный – при неисправности преобразователей напряжения, компьютеров, бытовой техники и электроники

Чаще всего системы типа В используются в промышленности. В квартирах применяются УЗО типа А и АС, разница которых в чувствительности и эффективности. Устройства типа А дают более качественную комплексную защиту, ведь почти все приборы дома оснащены импульсными блоками питания. Устройства типа АС дешевле и доступнее.

Но качественные системы справляются с редкими пульсирующими токами. К тому же, вероятность возникновения такой утечки ниже, чем в случае с переменным током. Поэтому если нет возможности установить УЗО А, не стоит пренебрегать устройствами АС.

Электромеханические и электронные УЗО

Устройства защитного отключения бывают электромеханическими или полностью электронными.

Электромеханические состоят из:

  • Трансформатора, который отслеживает ток утечки;
  • Чувствительного магнитоэлектрического элемента, который используется как порог и самостоятельно не возвращается в исходное состояние при срабатывании;
  • Реле, которое обеспечивает расцепление при срабатывании порога.

Такие устройства требуют высокой точности при реализации, поэтому и цены на действительно качественные модели выше, чем на электронные. Их основной плюс в том, что они срабатывают при обнаружении утечки, независимо от уровня напряжения в сети. Реле работает со стопроцентной вероятностью, и точно отключает энергию потребителю. Показатель электронных устройств хотя и высок, но не достигает 100%. На определенном уровне напряжения работоспособность электронной схемы падает.

Электромеханические УЗО – своего рода эталон во многих странах.

Щит с УЗО

Электронные устройства более доступны. Их много, в их цена может быть ниже в 5-10 раз. Основное конструктивное отличие в том, что вместо чувствительного магнитоэлектрического элемента используется альтернативный сравнительный. Например, компаратор. Но нужно понимать, что момент срабатывания реле в такой системе из-за ее конфигурации зависит не только от утечки, но и от сетевого напряжения.

Хотя электронные УЗО не дают такой точности, в большинстве бытовых случаев их достаточно

Поэтому если нет возможности обзавестись дорогим электромеханическим устройством, стоит обратить внимание на вариант попроще

Другая классификация устройств защитного отключения

УЗО отличаются конструкцией, принципом работы, типом тока, выдержкой времени и другими особенностями.

  • По принципу работу есть устройства защитного отключения со вспомогательным источником питания или без него;
  • По числу полюсов – одно- , двух- , трех- и четырехполюсные;
  • По способу монтажа УЗО и автоматов схемы, устройства бывают стационарными и мобильными, с гибкими проводами и удлинителями;
  • По типу защиты – со встроенной защитой от сверхтоков, перегрузки, коротких замыканий или без нее;
  • По возможности настройки значения отключающего тока – с регулируемым значением, с дискретной или плавной регулировкой, нерегулируемые.

Принцип работы УЗО

Принцип работы УЗО. — этим вопросом задаются многие.

Как известно из курса электротехники, электрический ток течет из сети по фазному проводу через нагрузку и возвращается обратно в сеть по нейтральному проводу. Это закономерность легла в основу работы УЗО.

Принцип работы устройства защитного отключения основан на сравнивании величины тока на входе и выходе защищаемого объекта.

При равенстве этих токов Iвх = Iвых УЗО не реагирует. Если Iвх > Iвых УЗО чувствует утечку и срабатывает.

То есть, токи протекающие по фазному и нейтральному проводу, должны быть равны (это касается однофазной двухпроводной сети, для трехфазной четырехпроводной сети ток в нейтрали равен сумме токов которые протекают в фазах). Если токи не равны – значит имеется утечка, на которую и реагирует УЗО.

Рассмотрим принцип работы УЗО более детально.

Основным элементом конструкции устройства защитного отключения является дифференциальный трансформатор тока. Это тороидальный сердечник на который намотаны обмотки.

При нормальной работе сети, электрический ток протекающий в фазном и нулевом проводе создает в этих обмотках переменные магнитные потоки, которые равны по величине, но противоположны по направлению. Результирующий магнитный поток в тороидальном сердечнике будет равен:

Как видно из формулы магнитный поток в тороидальном сердечнике УЗО будет равен нулю, следовательно ЭДС в контрольной обмотке наводится не будет, ток в ней, соответственно тоже. Устройство защитного отключения в этом случае не работает и находится в спящем режиме.

Теперь представим что человек коснулся электроприбора который в результате повреждения изоляции оказался под фазным напряжением. Теперь через УЗО кроме тока нагрузки будет протекает дополнительный ток — ток утечки.

В этом случае, токи в фазном и нулевом проводе не будут равны. Результирующий магнитный поток также не будет равен нулю:

Под воздействием результирующего магнитного потока в контрольной обмотке возбуждается ЭДС, под действием ЭДС в ней возникает ток. Ток возникший в контрольной обмотке приводит в действие магнитоэлектрическое реле которое отключает силовые контакты.

Максимальный ток в контрольной обмотке появится тогда когда в одной из силовых обмоток тока не будет. То есть, это ситуация когда человек коснется фазного провода, например в розетке в этом случае ток в нулевом проводе протекать не будет.

Несмотря на то, что ток утечки весьма невелик, УЗО оснащают магнитоэлектрические реле с высокой чувствительностью, пороговый элемент которого способен среагировать на ток утечки 10 мА.

Ток утечки это один из основных параметров по которому выбирают УЗО. Существует шкала номинальных дифференциальных токов отключения 10 мА, 30 мА, 100 мА, 300 мА, 500 мА.

Следует понимать, что устройство защитного отключения реагирует только на токи утечки и не работает при перегрузках и коротких замыканиях. Не сработает УЗО и в том случае, если человек одновременно возьмется за фазный и нулевой провод. Это происходит по тому, что человеческое тело в этом случае можно представить как нагрузку, через которую проходит электрический ток.

Из-за этого вместо УЗО устанавливают дифференциальные автоматы, которые по своей конструкции объединяют одновременно УЗО и автоматический выключатель.

Проверка работоспособности УЗО

Для того чтобы осуществлять контроль исправности (работоспособности) УЗО, на его корпусе предусмотрена кнопка «Тест». при нажатии на которую искусственно создается ток утечки (дифференциальный ток). Если устройство защитного отключения исправно, то при нажатии на кнопку «Тест» оно отключится.

Специалисты рекомендуют производить такой контроль примерно один раз в месяц.

Похожие материалы на сайте:

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.

Почему ошибочно считается, что узо без заземления не работает

Чтобы обосновать ошибочное утверждение, что узо не работает без заземления, нужно понимать принцип действия защитной автоматики и хорошо ориентироваться в системах заземления. Причем основное противоречие происходит при неправильной трактовке отсутствия заземления. Поэтому для начала разберемся с распространенными системами заземления.

Системы заземления TN и TT:

TN-C. Для данной системы характерно объединение функционального и защитного нулевых проводников. Все корпуса и металлические части приборов подключенные таким образом должны быть соединены с глухозаземленной нейтралью дополнительными нулевыми проводниками.
TN-S. По сравнению с TN-C это более совершенная и безопасная система с разделенными рабочим (N) и защитным (PE) нулевыми проводниками. Разделение реализовано сразу на подстанции, и подача напряжения производится по пяти проводам (трехфазная система электроснабжения) или трем (однофазная система электроснабжения).
TN-C-S — это удешевленная альтернатива TN-S. С подстанции осуществляется подача электроэнергии с использованием комбинированного нулевого проводника (PEN), подключенного к глухозаземленной нейтрали. При входе в здание PEN разветвляется на защитный нулевой проводник (PE) и рабочий нулевой проводник (N).
TT — это система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки заземлены при помощи заземляющего устройства, электрически независимого от глухозаземленной нейтрали источника.

Нас интересует электропроводка, где есть только фаза и ноль. Проанализировав вышеперечисленные системы заземления можно выделить TN-C. Такой выбор конечно некорректный, так как корпуса электроприборов по определению должны дополнительно соединятся с глухозаземленной нейтралью. А это уже три жилы, а не две (без зануления). Но этот факт почему-то игнорируется, и обоснование запрета использования УЗО без заземления сводится к анализу схемы подключения по TN-C.

УЗО в сетях системы TN-C не работает, и об этом подробно описано в следующем пункте. А пока вернемся к двухпроводной сети и ее ошибочном отождествлении с TN-C. На самом деле старый жилищный фонд подключен по системе TN-C. На шины ВРУ многоквартирного жилого дома приходит четыре проводника: три фазных, один PEN. От шины уходят фазные и PEN проводники стояков. В этажных щитах от этих проводников делают ответвления в квартиры. При этом никакого разделения PEN на PE и N не происходит, и PEN никаких защитных функций не выполняет. Поэтому PEN проводник в данной системе не что иное, как рабочий нулевой проводник. Электропроводка самих квартир в таком случае выполняется кабелями с двумя жилами (фаза, PEN) при однофазном питании квартиры или с четырьмя жилами (А, В, С, PEN) при трехфазном питании. То есть система TN-C заканчивается на вводе в дом, а в самих квартирах просто фаза и ноль. И здесь уже не действуют правила целесообразности использования УЗО в электрической сети системы TN-C.

Как правильно подключить трехфазное УЗО

3-х фазное УЗО, как правило, имеет 4 полюса и занимает ширину 4 стандартных модулей на din-рейке. Обычно такие устройства не используются в квартирах. В основном они находят свое применение на дачах, в частных домах или гаражах.

Этот аппарат устанавливается в распределительном щитке. В его функции входит защита проводки от воспламенения или замыкания. Порог срабатывания аппарата рассчитан на большие токи.

В практике он используется и при подключении электродвигателя.

Как подключить УЗО в трехфазной сети: нюансы

Перед началом установки устройства важно ознакомиться с цветовым обозначением проводов. Согласно ПУЭ, маркировка бывает такой, как показано на картинке ниже

УЗО может подключаться, в зависимости от схемы, с использованием 3-х или 4-х полюсов. Первый вариант применяется в основном при подсоединении электродвигателя. В крайне редких случаях возможно использование и 2-х полюсов. Оборудование, которое будет впоследствии устанавливаться может быть 3-х фазным или однофазным. Для этого случая реализуются различные схемы подключения.

Как правильно подключить трехфазное УЗО по «треугольнику»

Вначале разберем, как подключить УЗО 3-фазное с использованием 3-х полюсов. Выше упоминалось, что такая схема применяется при установке электродвигателей.

Этот тип подключения дает полный контроль утечек тока на корпус. Как показано ниже, нейтральная клемма оказывается незадействованной. В схеме «треугольник» используются только фазные провода.

Принцип работы трехфазного УЗО ничем не отличается от однофазного.

Как правильно подключить УЗО на 3 фазы с 4-мя полюсами 

Второй вариант подключения устройства применяется в жилых или нежилых помещениях с напряжением 380 В. Также может использоваться и для защиты некоторых электродвигателей. Неплохо в данном случае зарекомендовал себя Legrand DX3-E УЗО 4P 25A 30MA.

Отличие схемы подключения трехфазного УЗО от однофазного заключается в численности подключаемых и отходящих проводов.

Чтобы произвести монтаж и правильно подсоединить проводники к нужным клеммам особых знаний не требуется, но все же необходимы элементарные навыки в этой сфере (умение отличить фазу от нейтрали).

Важно

Нулевой подключается к специально предназначенной для него клемме, которая обычно располагается чуть выше рычага взведения.

Провода, выходящие из противоположных клемм, подсоединяются к распределительной системе. Каждая фаза в сочетании с нулевым проводом, может обеспечивать группу однофазных потребителей (220 В).

В такой сети нужно предусмотреть монтаж соответствующих УЗО. В этом случае будет логичен вопрос: как подключить 3 УЗО на 3 фазы. Ниже приведена схема, которая реализует данную задумку.

Обычно они устанавливаются в местах повышенной влажности или в комнатах с большим числом электроприборов.

Монтаж трехфазного УЗО проводится в щитке на дин-рейке, после счетчика. Один такой аппарат способен контролировать ток в трех однофазных сетях

Одно важное напоминание: эксплуатация устройства возможна только в системах TN-S

В такой схеме проводки предусматривается нулевой защитный и рабочий проводник. Как правило, отечественные электросети функционируют по системе TN-C, где нет PE.

Перед тем как купить УЗО, важно знать, что подключение четырехполюсного аппарата по такой схеме категорически запрещено. В этом случае ПУЭ разрешает использовать трехфазное устройство защиты, если предусмотрено заземление дома

Для этого, нужно обустроить контур «земли», который позволит перейти на систему TN-C-S. Надеемся, что наша статья помогла вам решить вопрос относительно того, как подключить трехфазное УЗО.

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.

Виды и типы

Современные производители предлагают самые разные виды и типы УЗО. Два самых популярных типа агрегатов по своему внутреннему исполнению на рынке электротоваров – это электромеханические (не зависят от силы тока) и электронные (зависят). Также выделяют селективные и противопожарные устройства.

Электромеханическое

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.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий