Принцип работы и устройство УЗО (устройства защитного отключения)

Алгоритм выяснения причины поломки

Следует придерживаться следующего алгоритма:

1. Первым шагом будет отключение электричества во всем помещении. В щитке можно увидеть рубильник. Если работа происходит в квартире, то щиток обычно располагается на лестничной клетке. Нужно включить УЗО. Если проблем нет, то автомат отключает его. Если такого не происходит, то придется производить замену всего механизма.
2. Нужно проверить исправность работы кнопки «тест». Не нужно перед этим включать центральный выключатель. От всех клемм нужно отключить провода, только после этого нужно поднять рубильник. Если система функционирует правильно, то прибор будет показывать «включено». В других случаях необходимо будет устранять неисправности в работе приборов.
3. Следующим шагом будет проверка на соответствие прибора потребляемому току. Все электрические приборы нужно отключить, оставить рычаг автомата на положении «включено». После этого можно поэтапно подключать приборы к питанию.
4. Если один из приборов выбивает УЗО, то причина поломки заключалась в нем. Его нужно отнести на ремонт или заменить на работающий.
5. Бывает, что все приборы выключены из сети, а УЗО все равно выбивает. Тогда необходимо начинать проверку проводки. Чтобы вычислить участок с повреждением, нужно тестировать все проводку в квартире специальным прибором.

Назначение

Конструктивно УЗО выполняется монолитным корпусом с возможностью ручного и автоматического управления.

В ручном режиме можно:

1. подать напряжение на контролируемую схему;
2. отключить питание с подключенных потребителей;
3. проверить исправность устройства кнопкой «Тест».

Автоматический режим начинает работать сразу после ручной подачи питания и способен выполнять только отключения схемы при возникновении в ней токов утечек. Функция повторного включения УЗО при пропадании питания сети применяется у отдельных, наиболее сложных конструкций.

Эксплуатационными задачами УЗО являются:

1. подача напряжения к потребителям;
2. исключение ложных срабатываний при прохождении токов нагрузки;
3. ручное отключение в нормальном режиме и защитное — при пробоях изоляции в контролируемой схеме.

Работа автоматики УЗО предотвращает:

• получение электрических травм человеком, попавшим под напряжение электроустановки;
• возникновение пожаров здания при нарушении проводки.

Схема подключения УЗО

Рассмотрим способы установки УЗО в различных сетях.

Однофазная сеть

В таких сетях чаще всего устанавливают однополюсные УЗО.

В однофазных сетях УЗО устанавливается сразу после электросчётчика перед группой автоматических выключателей

В среде профессиональных электриков принято заводить контактные соединения в УЗО и автоматические выключатели только сверху вниз. Мы рекомендуем придерживаться этого правила по следующим причинам:

• в некоторых моделях таких приборов при подключении снизу увеличиваются потери (снижается КПД устройства);
• если ремонтными работами в электрощите будет заниматься другой специалист, то при общепринятом способе подключения он не запутается и не ошибётся.

На приведённой схеме общее УЗО (поз. 2) обеспечит противопожарную защиту осветительных цепей (автоматические выключатели на 10 А, поз. 5, 6, 12) и подстрахует прочие УЗО.

Каждое «розеточное» УЗО обслуживает по три группы розеток, оснащённых автоматическими выключателями. Устанавливать УЗО на каждую группу было бы накладно, поэтому предлагается своего рода компромисс: с одной стороны, схема удешевляется за счёт сокращения количества применяемых УЗО, с другой — при срабатывании одного из них будет обесточена не вся сеть, а только её часть.

Обнаружить цепь с утечкой тока будет достаточно просто: если, к примеру, сработает (отключится) УЗО поз. 7, нужно отключить автоматы поз. 8, 9 и 10 (отвечают за группы розеток 2, 3 и 4), затем включить УЗО поз. 7 и по очереди включить упомянутые автоматы. Как только будет включён автомат цепи с утечкой тока, УЗО тут же отключится.

Нулевой проводник после противопожарного УЗО поз. 3 нужно закрепить на общей нулевой шине (поз. 4). Затем от этой шины «ноль» протягивается ко всем остальным УЗО и дифференциальному выключателю. Поскольку дифференциальный выключатель (поз. 13) обслуживает выделенную линию, нулевой проводник после него заводится не на нулевую шину, а прямо на нагрузку.

В данной схеме имеются ещё две нулевые шины — они обозначены позициями 11 и 18. К первой подключаются нулевые проводники УЗО поз. 7 и розеток поз. 2, 3 и 4, а ко второй — нулевые проводники УЗО поз. 14 и розеток 5, 6 и 7. Если бы их не было и все приборы подключались бы только на общую нулевую шину, то при появлении утечки тока в одной из розеточных групп с большой вероятностью могли бы отключиться оба «розеточных» УЗО (поз. 7 и 14) либо общее УЗО (поз. 3).

Нулевые проводники осветительных цепей (автоматы поз. 5, 6 и 12) выводятся на общую нулевую шину (поз. 4), минуя УЗО.

Проводники заземления выводятся на шину РЕ (поз. 19).

Видео: как правильно подключить УЗО

Трёхфазная сеть

В таких сетях у нас чаще всего устанавливают 4-полюсные УЗО. Подключается оно по тому же принципу, что и в однофазной сети.

Учтите, что в УЗО различных производителей нулевая клемма может располагаться как слева, так и справа. Поэтому перед подключением нужно внимательно изучить схему, изображённую на корпусе выключателя или в его паспорте.

Общее трёхфазное УЗО предохраняет цепь только от возгорания, для защиты от поражения электрическим током на каждую фазу устанавливают отдельное устройство

УЗО этого вида (3-фазные 4-полюсные) бывают только противопожарными. Для защиты людей от поражения током на каждой линии нужно дополнительно установить однофазное УЗО с уставкой тока утечки не более 30 мА. При этом у каждой линии должен быть свой нулевой проводник, который выводится к соответствующему УЗО.

Принцип работы УЗО в однофазной сети

Основным принципом работы защитного устройства в однофазной сети является сравнение токов в фазном и нулевом проводах. При исправном состоянии цепи фазный ток проходит через нагрузку и возвращается к источнику питания по нулевому проводнику с такой же силой тока. Однако, в случае нарушения изоляции провода, происходит токовая утечка на металлический корпус. В данной ситуации ток фазы разделяется на две части: одна из них уходит в землю сквозь человеческое тело, а другая – возвращается в исходную точку по нулевому проводнику.

Сила тока в 0,01А уже представляет опасность для человека, а 0,1А – становится смертельной. Таким образом, ток отсечки УЗО будет составлять 0,03А, при котором напряжение сети отключается. То есть, ток не успевает достичь смертельно значения. Обычно корпус оборудования подключается к корпусу заземления, и при возникновение утечки тока происходит автоматическое отключение защитной аппаратуры. При выборе того или иного варианта для конкретной цепи, учитывается принцип работы УЗО и схема подключения к установленным потребителям

В однофазной сети УЗО работает с трехжильной проводкой, подключенной по системе TN-C-S, позволяющей выполнить заземление и защиту электрооборудования в соответствии с установленными правилами (рис. 1). Сетевые провода подключаются к верхним клеммам, обозначенным L и N, что соответствует фазе и нулю. От нижних клемм провода уходят к электрооборудованию.

Заземляющий проводник окрашивается в желто-зеленый цвет и напрямую соединяется с металлическими частями оборудования, минуя защитное устройство. Далее он уходит через электросчетчик к заземляющей шине распределительного щитка. В данном варианте работа УЗО обеспечивает защиту людей, но ему самому будет постоянно угрожать опасность в виде коротких замыканий и перегрузок.

В связи с этим, на рисунке 2 представлена схема, где защитное устройство подключено вместе с автоматическим выключателем. При этом номинал автомата не может быть выше допустимого тока УЗО. Заземление также подключается отдельно от защитных устройств. Однако во многих старых домах заземляющая система отсутствует. Выходом из положения становится подключение проводника заземления от оборудования к нулевой клемме, расположенной вверху (рис. 3). Основным условием является свободный выход нуля к нулевой шине, установленной в распределительном щитке.

Такая схема обеспечивает защиту от утечек тока при условии, если схема остается целой и не нарушается. Например, если на вводе изменить места подключений фазного и нулевого провода, все заземленные корпуса оборудования попадут под напряжение, смертельно опасное для человека. Проверка работоспособности УЗО проводится ежемесячно, путем нажатия кнопки ТЕСТ, после чего исправный прибор должен отключиться.

Принцип работы и правила подключения УЗО

Устройство защитного отключения (УЗО), или дифференциальный автоматический выключатель, – это простое в использовании устройство для защиты человека в быту, реагирующее на дифференциальный ток в проводнике электроэнергии. На сегодняшний день УЗО можно назвать обязательным прибором в наших домах, но сведенья о нем минимальны. Не все понимают истинные преимущества данного прибора, поэтому начнем с главного – с его основных качеств.

Данное устройство необходимо для обеспечения электробезопасности в жилом или рабочем помещении. Если на линии установлен только автомат, защищающий ее от перегрузок, сохраняется опасность поражения током для человека при аварии или касании оголенного провода на все сто процентов. Крайне опасным для человека являются 0,05 А. Это ток, при котором человек не может оторваться от провода самостоятельно. Для того чтобы предотвратить случаи поражения электрическим током, и был придуман данный прибор.

Принцип работы

Через устройство проходит ноль питания и фаза. Таким образом, устройство определяет силу тока на входе и, соответственно, на выходе. Если оба эти показателя равны, то ничего не происходит, но как только произойдет так называемая утечка, УЗО сработает, отключив линию.

Перечислить все случаи, при которых УЗО работает бесперебойно, очень сложно, но для общего понимания картины можно указать наиболее часто встречающиеся из них:

• неправильный монтаж проводки,
• пробои на корпус в технике,
• неверный монтаж в щитке и другие опасные случаи.

Иногда УЗО срабатывает при возникновении заведомо опасной ситуации. Это может случиться, если шланг стиральной машины имеет металлические элементы и при этом подключен к водопроводу.

Правильный выбор устройства

Разобравшись с принципом работы УЗО, нужно научиться правильно выбирать то, что подходит именно вам. Стоит также отметить, что если вы используете УЗО, то это не избавляет вас от покупки и установки автомата. Итак, выбор устройства определяют три важных параметра:

1. Ток утечки. Это самый важный параметр прибора. В очень влажных помещениях используют УЗО с очень высокой чувствительностью в 10 мА (0,01 А). Для бытового использования подходящим является устройство с током утечки в 30 мА (0,03 А), а УЗО 100 и 300 мА предназначены для установки на ввод в целое здание.
2. Номинальный ток контактов. Он обозначает номинал тока, который необходим электрику при подборе начинки для щитка. Обозначается он на устройстве цифрами 16, 25, 40 и т. д.
3. Категория тока утечки. На рынке чаще всего представлены устройства двух типов: А и АС. Стандартным считается тип АС. Такое устройство будет чувствительно к переменному току утечки, что является самым распространенным случаем. Тип А встречается реже, однако он является более чувствительным, поскольку контролирует также пульсирующий ток. По этой причине стоимость устройства типа А несколько выше. Также можно увидеть в продаже устройства типа В для выпрямленного тока (в быту они не используются), типа S для использования в сетях с АВР и типа G для тех же сетей, но с иной временной выдержкой. Типы G и S предназначаются для установки нескольких устройств одновременно.

Если ваш основной вид деятельности никак не связан с электрическими сетями, доверьте подбор устройства профессионалу. Это сэкономит ваши средства и время.

Дифференциальные автоматы, устройства защитного отключения CHINT.

Подключение устройства

Подключение УЗО следует доверить профессионалу. Поскольку нюансов в процессе монтажа много, электромонтер должен иметь как минимум третий разряд. Каждое устройство имеет в комплекте схему подключения. Она довольно проста, специалисту лишь требуется правильно рассчитать количество автоматов на одно устройство. Если речь идет о квартире или о частном доме, как правило, устанавливают автомат и УЗО номиналом выше, чем у автомата. Это правило необходимо для устойчивой работы цепи.

Если требуется установить два защитных устройства, то необходимо исключить объединение нулевых проводников, что заведомо приведет к утечке. Порой щиток комплектуется так, что при установке УЗО размеры его становятся просто огромными. Некоторые электромонтеры разбивают автоматы не только по одному на комнату, но и порой выделяют один из них под какой-либо прибор. В таких случаях возможна установка одного защитного устройства на несколько автоматов. Для этого необходимо точно рассчитать сумму номиналов автоматов и выбрать УЗО номиналом выше этой суммы. Допускается установка УЗО максимум для пяти автоматов.

При правильном подборе УЗО и его грамотной установке оно прослужит вам долгое время и обезопасит от утечки тока.

Критерии выбора оборудования

Существующие УЗО подразделяются на однофазные и трехфазные. В быту применяются только первые устройства. В квартиру и частный дом от электрического щитка практически всегда идет линия в одну фазу. Дифференциальный выключатель для этого применяется с двумя клеммами (ввод плюс вывод), тогда как у трехфазных аналогов зажимов для проводов четыре.

Все УЗО разделяются по типу тока утечки на три группы: «А», «В» и «АС». Для противопожарных нужд следует брать вариант «АС» (только под переменный электроток), «А» и «В» стоят дороже, так как рассчитаны дополнительно на работу с пульсирующими и выпрямленными токами

Устройства защитного отключения бывают:

• электронными;
• электромеханическими.

Первые дороже, но менее надежны. Практически во всех случаях противопожарное УЗО лучше всего брать именно электромеханического класса. Такому выключателю не нужно внешнее питание. Электронный аналог при обрыве питающей линии перестает работать и следить за повреждениями изоляции. Плюс во время скачка напряжения у него повышается время срабатывания.

Два главных критерия выбора противопожарного УЗО – это селективность устройства (наличие в нем возможности установки задержки отключения) и высокий параметр тока утечки (100–300 мА). Если одно из этих условий не выполнено, то система из защитных аппаратов в электрощите не станет работать, как положено.

УЗО селективного типа обозначается в маркировке на корпусе буквой «S», именно его нужно устанавливать в качестве противопожарного элемента каскада (оно на отключение срабатывает с выставленной временной задержкой)

По нормам противопожарное УЗО должно отличаться минимум в три раза в большую сторону от нижерасположенного обычного по:

• току утечки;
• времени срабатывания.

Если разница по этим параметрам менее трех раз, то при срабатывании нижестоящего дифференциального выключателя среагирует на отключение контура и противопожарное устройство. В результате будет сложнее выяснить причину отключения, а без питания останутся все потребители в параллельных линиях, на которых проблем нет.

В идеале каскадная схема из различных УЗО должна работать так, чтобы при возникновении проблем реагировало только то устройство, которое расположено ближе всего к месту пробоя изоляции. При таком раскладе отключается лишь защищаемая цепь. Остальные продолжают оставаться под напряжением.

С требованием высокого параметра тока утечки ситуация следующая. У обычных УЗО он подбирается в пределах 10–40 миллиампер. Рабочий электроток (максимум потребления подключенными в линию электроприборами) в данном случае достигает 16–40 А. Для освещения и розеток с бытовыми приборами этого вполне достаточно.

Однако в любой электрической сети присутствуют естественные утечки. В проекте внутриквартирной или внутридомовой энергосистемы их специально рассчитывают, чтобы правильно подобрать УЗО. Они не должны превышать 1/3 от тока утечки выбранного дифференциального выключателя для конкретной линии. Иначе защитное устройство будет на регулярной основе ложно срабатывать.

По правилам противопожарное УЗО ставится сразу после электросчетчика на входе в дом, на нем суммируются естественные утечки по электротоку со всей подключенной в жилище бытовой техники

Если защитное устройство выбрать, как для обычного случая, на 10–40 мА, то электросеть постоянно будет отключена. Фактически непрерывно УЗО станет фиксировать утечки, срабатывая на выключение питания во всех линиях электроснабжения дома.

Как правильно подключать устройства защитного отключения

При подключении устройств защиты от токов утечки необходимо соблюдать несколько базовых правил.

Первое и самое важное. УЗО и дифавтоматы должны эксплуатироваться в сетях с глухозаземленной нейтралью с отдельным заземляющим проводом (трехпроводная или пяти проводная система)

При этом корпуса всех электроприемников защищаемых устройствами от токов утеки должны быть надежно заземлены. Заземление может осуществляться через контакты розеток или отдельным проводом «под болт».

Второе. Необходимо следить за правильностью подключения проводов. Ноль должен подключаться к клеммам, помеченным буквой «N», а фазы к фазным клеммам. Это правило, на первый взгляд неочевидное, связано с подключением тестовой кнопки и электронной схемы защиты.

Третье. Нельзя соединять между собой одноименные проводники защищаемые разными УЗО. Такую ошибку часто совершают неопытные электрики, используя общий ноль для нескольких блоков розеток. Такое соединение при подключении нагрузки моментально приводит к срабатыванию защиты.

Принцип работы

Для защиты сети от КЗ используют автоматические выключатели, которые всегда должны ставиться вместе с УЗО

Сетевое напряжение подводится к электроприборам по двум проводам, один из которых является нейтральным, а второй фазовым. Нейтральный провод соединен с землей, а на фазовом находится переменное напряжение 220 В. При нормальной работе оборудования в каждом проводе течет ток одной и той же величины, но разный по направлению.

Если к оголенному фазовому проводу прикоснется человек, то через его тело начнет течь ток, который замыкается на землю. Этот ток называют током утечки. В фазовом проводе общий ток сразу же повышается на величину тока утечки, а в нулевом остается на том же уровне.

УЗО с помощью дифференциального трансформатора фиксирует возникшую разницу и мгновенно разрывает контакты сети. Отключение происходит очень быстро, за доли секунды, и критического поражения не происходит.

Такие УЗО называются «защитного типа» и выпускаются на разные токи утечки: 6, 10, 30 мА. Для обычных помещений устройства на 30 мА обеспечивают надежную защиту человека. В помещениях с повышенной опасностью (ванные комнаты, сырые подвалы) больше подойдут устройства с меньшим током утечки.

Токи утечки возникают со временем и в проводке за счет ухудшения изоляции. Они могут достигать значительных величин, особенно в больших домах с распределенной электрической сетью, и вызывать возгорание. Для предупреждения пожаров ставят УЗО 100-300 мА, которые так и называют «пожарные».

Необходимо учесть, что все эти устройства реагируют только на возникновение тока утечки. Они не защищают сеть от короткого замыкания, потому что при КЗ не возникает дисбаланса токов в нейтральном и фазовом проводниках, хотя он и увеличивается в недопустимые тысячи раз. Для защиты сети от КЗ используют автоматические выключатели, которые всегда должны ставиться вместе с УЗО.

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

Устройство электромеханического УДТ

Электромеханические УЗО состоят из следующих основных деталей:

• корпуса;
• контактной системы состоящей из клемм, к которым подключаются питающие провода, подвижных и неподвижных контактов, которыми осуществляется коммутация;
• измерительного трансформатора и выпрямителя;
• поляризованного реле;
• системы механического отключения (расцепителя);
• системы гашения электрической дуги;
• тестовой кнопки и резистора.

Поляризованное реле

Исполнительным органом в электромеханических устройствах дифференциального тока является поляризованное реле. Поляризованное реле относится к классу бистабильных реле постоянного тока. Оно может находиться как в отключенном, так и во включенном состоянии в отсутствие напряжения на его обмотке. В УЗО на обмотку поляризованного реле поступает выпрямленное напряжение от измерительного трансформатора. При достижении порогового значения происходит переключение реле, которое механически связано с расцепителем. В результате происходит отключение УДТ.

Кнопка «ТЕСТ»

В отличие от автоматических выключателей и других аппаратов защиты, в УЗО имеется возможность выполнения проверки работоспособности устройства. Проверка выполняется нажатием кнопки «Тест». Эта кнопка вместе со специально подобранным резистором образует цепочку, которая имитирует возникновение тока утечки. Концы цепочки соединяются с нулевым и фазным проводом. Проводники цепочки не проходят через кольцевой сердечник дифференциального трансформатора. Поэтому при проведении теста нарушается баланс магнитных потоков в измерительной системе. Номинал резистора выбирают таким образом, чтобы ток искусственной утечки был равен номинальному току срабатывания дифференциальной защиты.

Общие функции дифференциального выключателя

В бытовых и промышленных электросетях используют несколько типов защитных устройств, предназначенных для предотвращения пожаров и поражения людей электротоком. Все они рассчитаны на срабатывание при поломках в электроустановках или пробое изоляции проводки.

Принцип работы, элементы внутри и контролируемые характеристики у них разные. Однако задача везде одна – при возникновении проблем быстро разорвать цепь питания.

УЗО (дифференциальный выключатель) – это электротехнический прибор, разрывающий линию электропитания при появлении высокого тока утечки. Последний возникает при пробое изоляционного слоя в различных тепловых электронагревателях и проводах.

Если в этот момент человек прикоснется к корпусу сломавшегося оборудования, то электроток пойдет через него в землю. А это чревато тяжелыми травмами. Чтобы не допустить подобного, в цепь и ставится устройство защитного отключения (автоматический выключатель дифференциального тока).

Состоит УЗО обычное и противопожарное из:

• корпуса;
• трансформатора с тремя обмотками;
• реле ЭДС.

В нормальном рабочем состоянии проходящий через трансформаторные обмотки электроток формирует магнитные потоки с разными полюсами. Причем при их сложении получается итоговый ноль. Реле в таком состоянии находится в закрытом состоянии и пропускает ток.

Но при появлении утечки баланс на обмотках нарушается. На это и реагирует рассматриваемый автоматический переключатель, размыкая цепь. В результате напряжение в сети пропадает – сломавшийся электроприбор обесточен, а человеку ничего больше не угрожает. Срабатывание УЗО происходит буквально за несколько миллисекунд.

Источником пожара электрооборудование становится при:

• коротких замыканиях;
• перегрузках в сети и/или самой электроустановке;
• сверхнормативных утечках, связанных с деградацией изоляции.

В первых двух случаях защитное отключение производится дифавтоматом (тепловым электромагнитным расцепителем) либо путем перегорания предохранителя. Для третьей ситуации как раз и существует рассматриваемое УЗО по дифференциальному току. Есть еще специальные устройства контроля изоляции, но они дороги и в квартирных или домовых щитках устанавливаются редко.

Как УЗО способно предотвратить пожар

При электротравмах искр, способных вызвать возгорание, не образуется. Но пожар при возникновении тока утечки все же может произойти. Дело в проводке и электротоке, проходящем по кабелям. Изначально жилы рассчитаны на строго определенные величины напряжения. Если эти параметры выходят за проектные нормы, то недолго и до появления открытого огня.

Задача противопожарного УЗО заключается в контроле этой ситуации и недопущении перегрева проводки. Если изоляция повреждена и образовался ток утечки, то защитное устройство просто отключает проблемную линию от сети. При наличии в цепи дифференциального выключателя дело до слишком сильного нагрева металла жил и возникновения огня даже не доходит.

Электроток утечки в пределах 300–500 мА и напряжении 220 В – это выделяемое тепло, равное теплу, образующемуся от зажженной бытовой зажигалки. Подобное тепловыделение неизбежно приводит к воспламенению проводки и всего поблизости.

Основная функция рассматриваемого класса УЗО – это не защита человека, а повышение пожарной безопасности. Чтобы предотвратить поражения электротоком, после противопожарных устройств защиты в цепь ставятся обычные приборы меньшего номинала по току утечки.

Функционально противопожарное УЗО защищает:

1. Вводный кабель перед собой.
2. Проводку линии потребителей после себя.
3. Подключенное электрооборудование, когда при сбоях не срабатывает расположенный ниже стандартный дифференциальный выключатель.

Противопожарное УЗО – это часть каскадной защиты электросети 220 В. Оно не используется в системах задымления и мониторинга за пожарами. В них подобных защитных устройств, наоборот, присутствовать не должно. При определенных раскладах они могут отключить такую систему контроля, что совершенно недопустимо.

Электронные приборы

По сути, устройство электронного аналога точно такое же, как у электромеханического. Просто вместо магнитно-электрического элемента у него установлен компаратор (устройство сравнения). Плюс добавляются несколько блоков:

• Блок питания, потому что электронную схему надо поддерживать небольшим напряжением.
• Блок преобразования. Величина разности токов на обмотках достаточно мала, чтобы компаратор мог ее уловить и зафиксировать. Поэтому в устройство устанавливается усилитель, увеличивающий сигнал изменения разности силы тока.

Честно говоря, все эти излишества только снижают надежность УЗО. Поэтому постулат: чем проще, тем лучше, в данном случае действует на все сто процентов.

Подключение УЗО в квартире

Типовая схема подключения УЗО в квартире приведена на рисунке. Видно, что общее УЗО включается как можно ближе к вводу, но после счетчика и главного (подъездного) автомата.

Там же на врезке показано, что в системе TN-C общее УЗО включать нельзя. При необходимости отдельных УЗО для групп потребителей их включают сразу же ЗА соответствующими автоматами, выделено желтым на рисунке.

Номинальный ток вторичных УЗО берут на ступень-две выше, чем у «своего» автомата: для ВА-101-1/16 – 20 или 25 А; ВА-101-1/32 – 40 или 50 А. Но это в новых домах, а в старых, где защита нужнее всего: земли нет, проводка аховая? Кто-то там обещал просветить на предмет подключения УЗО без земли. Верно, как раз до этого дело и дошло.

• Помните, что:
• Ставить общее УЗО или дифавтомат на квартиру с проводкой TN-C недопустимо.
• Потенциально опасные потребители должны быть защищены отдельными УЗО.
• Защитные проводники розеток или розеточных групп, предназначенных для подключения таких потребителей, должны быть кратчайшим путем заведены на ВХОДНУЮ нулевую клемму УЗО, см. схему справа.
• Допускается каскадное включение УЗО при условии, что верхние (ближние к электровводу УЗО) менее чувствительны, чем оконечные.

Человек сообразительный, но незнакомый с тонкостями электродинамики (чем, кстати, грешат и многие дипломированные электрики-силовики) может возразить: «Погодите, а в чем проблема-то? Ставим общее УЗО, заводим на его входной ноль все РЕ – и готово, защитный проводник не коммутируется, заземлились без земли!»

Так, да не так. Отрезок РЕ с соответствующим отрезком нуля и эквивалентным сопротивлением потребителя R образуют петлю, охватывающую магнитопровод дифтрансформатора, см. принцип работы УЗО-Д. Т.е., на магнитопроводе появляется ПАРАЗИТНАЯ обмотка, нагруженная на R. Хотя R мало (48,4 Ом/кВт), на синусоиде в 50 Гц влиянием паразитной обмотки можно пренебречь: длина волны излучения – 6000 км.

Электромагнитное поле установки и шнура к ней также исключаем из рассмотрения. Первое сосредоточено внутри аппарата, иначе он не пройдет сертификацию и не поступит в продажу. В шнуре же провода проходят вплотную друг к другу, и их поле сосредоточено между ними независимо от частоты, это т. наз. Т-волна.

Но при пробое на корпус электроустановки или при наличии наводок в сети по паразитной петле проскакивает короткий мощный импульс тока.

1. В зависимости от конкретных факторов (просчитать которые точно может только специалист с опытом научной работы и на мощном компьютере) возможны два варианта:
2. «Анти-дифференциальный» эффект: всплеск тока в паразитной обмотке компенсирует разбаланс токов в фазе и нуле и УЗО будет, что называется, мирно сопеть носиком в подушку, когда на проводах уже повисла скрюченная головешка. Случай исключительно редкий, но крайне опасный.
3. Также возможен «супер-дифференциальный» эффект: наводка усиливает разбаланс токов, и УЗО срабатывает без утечки, побуждая хозяина к тягостным размышлениям: почему то и дело выбивает УЗО, если в квартире все исправно?

Величина обоих эффектов сильно зависит от размеров паразитной петли; тут сказывается ее открытость, «антенность». При длине РЕ до полуметра эффекты пренебрежимо малы, но уже при его длине в 2 м вероятность несработки УЗО возрастает до 0,01% По цифрам это мало, но по статистике – 1 шанс из 10 000. Когда речь идет о человеческой жизни, это недопустимо много. А если в квартире без заземления проложена паутина из «защитных» проводников, то чего удивляться, если УЗО «вышибает» при включении зарядки мобильника.

В квартире с повышенной пожароопасностью допустимо, при обязательном наличии индивидуальных УЗО потребителей, включенных по рекомендуемой схеме, ставить и общее ПОЖАРНОЕ УЗО на 100 мА разбаланса и с номинальным током на ступень выше, чем у защитных, независимо от тока отсечки автомата.

В описанном выше примере для хрущевки нужно подключить УЗО и автомат, но не дифавтомат! При выбивании автомата УЗО должно остаться в работе, иначе резко возрастает вероятность несчастного случая.

Поэтому УЗО по номиналу нужно брать на две ступени выше автомата (63 А для разобранного примера), а по разбалансу – на ступень выше оконечных 30 мА (100 мА). Еще раз: в дифавтоматах номинал УЗО делают на ступень выше тока отсечки, поэтому для проводки без земли они не годятся.

https://youtube.com/watch?v=BqzJmxvtRfo