Что такое УЗО и схема его подключения : трехфазные и однофазные варианты

Угроза утечки тока

УЗО нужно для того, чтобы обезопасить вас от утечек электричества.

В результате разрушения изоляции токоведущие части могут вступить в соприкосновение с металлическими корпусами оборудования или конструкциями здания.

Это приводит к нежелательным последствиям:

1. Электротравме пользователей.
2. Возгоранию.

В обоих случаях часть заряда покидает цепь. Это явление называют утечкой тока.

Что такое УЗО и принцип работы

УЗО обнаруживает утечку тока и отключает обслуживаемый участок от сети при превышении порогового значения. Главным элементом аппарата является дифференциальный трансформатор, 1-фазная версия которого состоит из 3 катушек. Первая включается в фазу, вторая — в нейтраль. Провода подводятся так, чтобы токи в катушках имели противоположное направление.

Возможны следующие случаи:

1. Токи в обмотках равны. Это наблюдается при отсутствии утечек. Создаваемые катушками магнитные поля взаимно уничтожаются.
2. Токи отличаются. Это происходит при утечке, разницу называют дифференциальным током. Магнитное поле одной из катушек уничтожается не полностью и наводит ЭДС в третьей катушке трансформатора. Это приводит к срабатыванию реле, размыкающего контакты.

Области применения

Через прибор защитного отключения запитывают электроприемники, потенциально опасные для пользователя. К ним относят:

• розетки;
• приборы с металлическим корпусом, расположенные в пределах досягаемости.

Через прибор запитывают розетки.

Таким образом, внутренний блок кондиционера допускается подключать без УЗО, поскольку он имеет пластиковую оболочку и расположен высоко.

Для бойлера и стиральной машины аппарат необходим независимо от материала корпуса. В случае пробоя изоляции произойдет замыкание фазы на воду, что с большой вероятностью может привести к электротравме пользователя.

Также устройства применяют в деревянных строениях с целью защиты от пожара.

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.

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.

Критерии выбора

Устройства выбирают по назначению:

1. Для розеток и электроприборов — на 10 и 30 мА.
2. Для осветительных сетей деревянных домов — противопожарные (100, 300 и 500 мА).

Подбирая УЗО по чувствительности, следует иметь в виду естественные утечки тока. В сети они составляют (мА):

• Iут=0,01*L, где L — суммарная длина проводов, м;
• в электроприемнике — Iут=0,4*L.

Если естественная утечка составляет 150 мА, то аппарат на 100 (мА) или меньше часто будет срабатывать ложно. Крупные сети разбивают на группы.

Класс устройства по роду тока утечки выбирают в соответствии с видом электроприемников. Нерационально устанавливать на всех линиях аппараты типа А, поскольку они намного дороже АС.

Устройства выбирают по чувствительности.

Наиболее надежны электромеханические УЗО. Схема усиления в электронных аналогах нуждается в питании. При обрыве нейтрали выше устройства она обесточивается, и УЗО становится неработоспособным. При этом токоведущие части остаются под напряжением, а значит, сохраняется риск удара током и возгорания.

Электронные модели рекомендуют приобретать только в крайнем случае, если в щите мало свободного места. Например, на ДИН-рейке уже установлены реле напряжения и контактор системы «умный дом».

По номинальному току аппарат должен на ступень превосходить защищающий его автоматический выключатель. Тот размыкает цепь мгновенно только при коротком замыкании, а при меньших перегрузках время срабатывания может достигать 60 минут. Весь этот период через УЗО будет протекать ток выше номинального, что приведет к поломке.

Схема подключения УЗО без заземления своими руками. Видео. Как правильно подключить УЗО без заземления — советы электрика

Подключение УЗО без заземления

   Существует предубеждение, что для правильной работы УЗО необходима трехпроводная электрическая сеть, т.е. фаза, ноль и заземление. Заметим, однако, что роль УЗО – произвести отключение электрооборудования в случае возникновения тока утечки на корпус, а, следовательно, предотвратить поражение человека электрическим током.<p>

Схема подключения УЗО. Однофазная сеть — Фото 1

   Цель заземления такая же: в случае появления электрического тока на нетоковедущих заземленных частях оборудования создать режим короткого замыкания, от которого сработает максимальная токовая защита автоматического выключателя, и оборудование будет обесточено. Получается, что одной и той же цели можно достичь, применяя два различных способа:

• Подключение УЗО без заземления, схема которого будет обсуждаться далее, или
• Монтажом защитного заземления.

   Эти два метода защиты могут дополнять друг друга, однако могут применяться и по отдельности. Как выполняется подключение УЗО в однофазной цепи? Об этом речь пойдет далее.

Можно ли устанавливать УЗО в сети без заземления?

   Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что установку УЗО можно производить даже в двухпроводной электрической цепи, в которой не предусмотрено штатное заземление.

Этот вывод подтверждается и конструкцией данного защитного аппарата, в котором есть фазные и нулевые клеммы, однако при этом отсутствует клемма для подключения заземляющего проводника.

Это важно, ведь заземляющий проводник используется только в новых постройках.

Структурная схема электрической проводки в помещении — Фото 2

   В домах, построенных при Советском Союзе, применяется двухпроводная система, без заземляющего проводника. Особенно в этом случае необходима установка УЗО в квартире. Разница между срабатыванием УЗО в сети с заземляющим проводником и УЗО без заземления лишь в моменте срабатывания.

   В цепи с заземлением аппарат сработает сразу же в момент появления тока утечки, а схема подключения УЗО без заземления обеспечит срабатывание защиты только в момент прикосновения к корпусу электроприбора, аварийно находящегося под напряжением. Однако и в том и в другом случае УЗО обеспечивает надежную защиту от поражения током за счет мгновенного срабатывания.

Принцип действия УЗО (что такое УЗО)

   Чтобы разобраться с особенностями подключения УЗО в частном доме или квартире, необходимо рассмотреть его принцип действия. Он основан на простом физическом законе, который гласит: сила тока в цепи с последовательным подключением потребителей, не зависимо от их мощности, не изменяется на всех участках данной цепи.

   Другими словами, сила тока, который проходит через фазный и нулевой проводник одной и той же ветви цепи, остается одинаковой.

К УЗО подключается и фазный и нулевой проводник, и данный аппарат сравнивает значение силы тока, проходящего по каждому из этих проводников. Если сила тока одинаковая – электрическая цепь работает в нормальном режиме.

Важно

Если же сила тока различается, это значит что появился ток утечки, тогда УЗО мгновенно срабатывает и отключает аварийный участок от цепи.

Схема подключения УЗО на примере квартирного щитка — Фото 3

   Это теория. Теперь рассмотрим ее применение на практическом примере. Допустим, что к щитку подключена цепь, питающая электрический водонагреватель в ванной. Из аппаратов защиты в этой цепи установлен только автоматический выключатель, который защищает цепь от токов перегрузки и КЗ.

   Предположим, что внутри водонагревателя произошло нарушение изоляции и проводник прикасается к металлическому корпусу. Если нет заземления, автоматический выключатель никак не будет реагировать на такой аварийный режим работы. Но это опасно, ведь корпус находится под напряжением и если к нему прикоснуться, можно быть пораженным электрическим током.

   Ситуация изменится, установлено УЗО в частном доме, квартире или офисе. Ведь ток, уходящий на корпус водонагревателя, и является током утечки, при появлении которого, в случае прикосновения к корпусу, срабатывает УЗО, обесточивая аварийный контролируемый участок. Если в цепь включено УЗО без заземления, схема становится значительно безопаснее с точки зрения возможности поражения током.

Как подключить УЗО без заземления

Важный совет: не рекомендуется использовать УЗО с электронным управлением, поскольку при нарушении питания электронной схемы, аппарат перестает исполнять свою функцию.

   Перейдем к самому важному вопросу нашей статьи: какова схема подключения УЗО без заземления?

Совет: необходимо использовать УЗО только в паре с автоматическими выключателями. Делать это необходимо потому, что УЗО обеспечивает защиту электрической цепи только при возникновении токов утечки. Данный аппарат абсолютно не рассчитан на защиту от токов КЗ и перегрузки.

Следовательно, УЗО защищает от поражения током, а автоматический выключатель – от сверхтоков, способных привести к пожару, порче проводки и электрооборудования.

Исключение составляют только автоматы дифференциальной защиты, которые в своей конструкции объединяют и УЗО и автоматический выключатель.

   Что касается самого подключения УЗО, то его можно произвести двумя способами.

Первая схема подключения однофазного УЗО – установить единственный аппарат защиты большой мощности на все электрооборудование дома или квартиры.

Данный способ имеет преимущество благодаря тому, что он наиболее простой. После аппарата учета электроэнергии фазный проводник идет на входящие клеммы УЗО, затем с выходящих клемм проводник идет на автоматические выключатели.

От автоматов провод идет на питание электрооборудования: розеток и освещения.

   Такая схема не занимает много места в распределительном щитке. Недостатком такого способа установки УЗО является то, что при срабатывании отключается все электрооборудование дома или квартиры. Также сложно быстро определить причину отключения.

   Второй способ подключения УЗО без заземления – это установка отдельного аппарата на каждый опасный участок. В таком случае устройство защиты будет стоить дороже, и в распределительном щитке будет занимать больше места.

Совет

С другой стороны, при отключении одного участка цепи, другие останутся подключенными к электричеству, и не придется столкнуться с ситуацией, когда весь дом будет обесточен.

В этом случае схема подключения однофазного УЗО такова: от счетчика фазный провод подключается к каждому автоматическому выключателю, а от него к каждому УЗО.

   При подключении УЗО к сети следует придерживаться следующего правила: нельзя объединять нулевые проводники в узел после УЗО. Это приведет к ложным срабатываниям. Кроме того, после монтажа защитной цепи следует проверить, правильно ли собрана схема подключения УЗО без заземления.

Сделать это можно следующим образом: подключить электрооборудование к розетке, которая находится в цепи УЗО. Если после включения прибора УЗО не отключится – схема подключена правильно.

Также нужно проверить УЗО на срабатывание в результате возникновения тока утечки, путем нажатия на кнопку «ТЕСТ» на самом УЗО.

Ошибки, которые не следует допускать

   Очень важно избежать следующих ошибок. Некоторые для того, чтобы повысить безопасность цепи, подключают заземляющие проводники розеток к нулевому проводнику либо к самостоятельно сделанному заземлению.

Это опасно, ведь только рабочее, правильно выполненное, заземление может обеспечить безопасность человека. Самодельные схемы могут стать причиной поражения током.

По этой же причине нельзя подключать заземляющие проводники розеток к водопроводу и другим токопроводящим инженерным конструкциям сооружения.

Обратите внимание

   Строго не рекомендуется подключать нейтральный провод к заземлению, с целью якобы повысить надежность системы. И последнее: при неработающем заземлении рекомендуется отключить и заизолировать заземляющий проводник, приходящий в электрический щиток от электроприборов. Если этого не сделать, то в аварийной ситуации все корпуса приборов окажутся под опасным для жизни напряжением.

   Монтаж заземления, а также установку УЗО в квартире или частном доме лучше всего доверять квалифицированным специалистам. Помните, что от качества монтажа электрической сети может зависеть жизнь и здоровье людей.

Дифавтомат

Принцип АВДТ обычный: расцепитель разводит контакты при обнаружении пороговых величин.

Схемы подсоединения АВДТ в целом аналогичные. Ниже вариант с общим дифавтоматом на группу АВ (схема менее надежная, не рекомендована для мощных приборов).

Более предпочтительная сборка, когда АВДТ устанавливается к каждому потребителю, отдельно на опасные сегменты:

Двухступенчатая защита с дифавтоматом. Уставка вводного АВДТ всегда больше (200, 100 мА) последующих, которые он защищает, или равная. Тип — S, для селективности, номинал выше на уровень.

Как подобрать номинал

Подбор номинала АВДТ на примере бойлера. Смотрят на мощность ЭВН и берут со значением в сторону возрастания. Запас — до 20 %, иначе сработка будет медленной, что критично при КЗ, когда ток в десятки раз выше нормы.

Величина отключения (уставка) — 10 мА, если линия индивидуальная, для одного мощного прибора. Если же на ней несколько потребителей — 30 мА.

Чаще всего применяют дифы на 16, 20, 25 А. Электромеханические изделия считаются более надежными.

Предостережения:

• дифзащита для мощных потребителей должна активироваться при утечке в 5–7 мА;
• нельзя нуль и фазу дифавтомата объединять с не подсоединенными к нему жилами, даже если таковые идут от параллельно включенных АВДТ;
• нуль на выходе из прибора не должен касаться жилы «земли».

Варианты защиты для однофазной сети

Это наиболее распространенный вариант проводки. Применяется в квартирах, общественных и административных зданиях, большинстве частных домов. Используется двухполюсное УЗО.

Схема без применения заземления

В старых домах проводка устроена по системе TN-C. Она не предусматривает заземления, используют 2-жильные кабели.

По правилам вводный автомат устанавливают выше счетчика. Но Энергонадзор запрещает так поступать по той причине, что данный аппарат нельзя опломбировать. Тогда со стороны ввода последовательность устройств выглядит так:

• счетчик;
• автомат;
• УЗО.

Схема без заземления.

Порядок подсоединения прибора защиты:

1. На контакт L1 заводят красный провод (фазу) от автомата.
2. На L2 — красный проводник, ведущий в квартиру.
3. На N1 — синий провод (нейтраль) от автоматического выключателя.
4. На N2 — синий провод, ведущий в квартиру.

Очередность аппаратов не имеет значения. УЗО можно подключить выше автомата, оно все равно будет под защитой от перегрузки.

В электрощите с заземляющим проводом

В новых системах TN-S и в усовершенствованных старых TN-C-S заземляющий проводник (PN) расщепляется и заводится в квартиру. Это дает возможность подключить к нему розетки и корпуса приборов. В таких сетях используют 3-жильные кабели. PN-проводник имеет желто-зеленую изоляцию.

Схема с заземляющим проводом.

Заземление существенно повышает безопасность эксплуатации сети. С корпуса, оказавшегося под напряжением, заряд сразу стекает в контур. УЗО обнаруживает утечку тока и размыкает контакты. При отсутствии заземления это происходит только после того, как пользователя ударит током.

Зануление оборудования, т.е. подключение его к нейтрали, такого эффекта не дает. При замыкании фазы на корпус заряд стекает в нулевой проводник, но токи в катушках дифтрансформатора остаются равными.

Чтобы обесточить цепь в подобной ситуации, изолированные части оборудования следует подключить к нейтрали выше УЗО.

Общее УЗО на вводе

В квартире небольших размеров проводку можно не разделять на группы. Это позволит ограничиться установкой 1 прибора защитного отключения на вводе.

Решение обладает следующими преимуществами:

• низкими затратами;
• простотой монтажа;
• возможностью установить в щит другие устройства.

Схема УЗО на вводе.

Недостатки:

• при утечке будет обесточено все жилище;
• низкая надежность — при отказе УЗО пользователи остаются без защиты;
• отсутствует возможность разделить потребителей по допустимому току утечки на 10 и 30 мА;
• повышается вероятность ложных срабатываний.

Общее вводное УЗО + однофазный счетчик

Если подключение выполнено по правилам и первым установлен вводный автомат, однофазное УЗО располагают после счетчика. Необходимо правильно соединить контакты устройств, иначе Энергонадзор оштрафует домовладельца за попытку мошенничества. Поступают следующим образом:

1. Второй вывод прибора учета соединяют с контактом L1 аппарата (фазой).
2. Четвертый — с N1 (нейтралью).
3. На L2 и N2 заводят провод, идущий в помещение. Эти контакты расположены в нижней части прибора.

Схема УЗО с однофазным счетчиком.

Вводное и групповые УЗО + прибор учета электроэнергии

Это наиболее практичная и безопасная схема. Строится по следующим правилам:

1. Со стороны ввода устройства устанавливают в таком порядке: главный автомат, счетчик, селективное УЗО (с задержкой срабатывания). Первый аппарат должен иметь конструктивные элементы для опломбирования.
2. От контактов L2 и N2 провода заводятся на шины. Они нужны для разделения сети на группы, например освещение, санузел, розетки. Кроме того, рекомендуется проложить отдельные линии к мощным приборам: водонагревателю, стиральной машине, электроплите.
3. От фазной шины заводят провода на контакты L1 групповых УЗО.
4. От нейтральной — на N1.
5. К L2 подсоединяют по 1-полюсному автомату.
6. От N2 провода прокладывают в помещение.
7. Туда же ведут фазу от второго контакта каждого автомата.

Схема вводного УЗО.

Освещение подключают через УЗО только в деревянных строениях.

Преимущества схемы:

1. При утечке обесточивается только часть потребителей.
2. Влажные и сухие помещения запитываются через аппараты с разной чувствительностью.
3. Групповые УЗО страхуются селективным.
4. Число разветвлений минимально (соединения являются слабым звеном в проводке).

Недостатки — высокая стоимость и сложность монтажа.

Материал по теме: Схема электропроводки в квартире и в частном доме

Общие правила подключения устройства защитного отключения

Существует немалое количество практических вариантов подключения УЗО, к сожалению, не все из них верные. Продумывая схему электроснабжения дома или квартиры, необходимо решить:

• какое количество приборов защиты следует установить;
• в каком месте подключить защиту;
• как правильно провести электромонтаж.

Рассмотрим практические рекомендации, которые позволят принять правильное решение в Вашем случае. Проще всего установить отдельное устройство на каждый потребитель, но это достаточно дорого. Вероятно, так можно поступить в отношении газового котла, холодильника и компьютера. Во всяком случае, возможно подключение УЗО на три оговоренных потребителя. Чем более индивидуальную защиту Вы предусматриваете, тем меньше вероятность отключения важных потребителей по причине наличия проблем в каких-то других цепях.

Некоторые линии, например, сеть освещения, может быть защищена только противопожарным УЗО. Осветительные приборы не имеют металлических поверхностей, то есть опасность поражения людей электрическим током при касании маловероятна.

Наоборот, как мы уже отмечали, в ванной комнате складываются худшие условия для удара электричеством, так что для приборов в ванной разумно предусмотреть отдельное УЗО с током отсечки 10мА. В наиболее бюджетном варианте применяется одно общее устройство защитного отключения с параметром срабатывания 30мА.

Противопожарное или общее УЗО включается в схему сразу после счетчика электроэнергии. Устройство защитного отключения, установленное после входного автомата и электросчетчика, рассчитывается на номинальный рабочий ток на ступень выше значения у предшествующего автоматического выключателя. Например, если на входе имеется автоматический выключатель на 32А, модуль защиты выбирается на 40А.

Так делается для того, чтобы защитить от перегрузки контакты более дорогого устройства. Очевидно, это правило не работает при использовании нескольких УЗО. В этом случае его рабочий ток должен быть больше, чем номинал каждого из установленных после устройства защиты автоматов.

При монтаже модуля защиты сверху к нему подключаются проводники нуля и фазы, подводящие напряжение, а снизу подсоединяются одноименные провода нагрузки. Таковы правила монтажа большинства модульных устройств, о которых знает каждый электрик. Не следует вводить в заблуждение тех, кто будет работать с электрощитом.

Подключение устройства защитного отключения к двухфазной сети

Таких сетей не существует. Попытки строить их предпринимались в начале XX в., но эта идея не получила развития. Сейчас 2-фазной иногда ошибочно называют стандартную сеть на 220 В, поскольку в ней используют 2 провода.

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.

Автомат с кнопкой “тест”

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.

Кратко – об устройстве и основных параметрах УЗО

Принцип действия УЗО

Современные УЗО чаще собираются в пластиковых корпусах модульного типа, по типу автоматических выключателей, для установки на DIN-рейку. Прибор для однофазной сети занимает два модуль-места на рейке, для трёхфазной — четыре модуль-места.

УЗО двухполюсное (для однофазной сети) и четырехполюсное (для терехфазной)

Сверху и снизу расположены винтовые клеммы для коммутации проводов. Клеммы пронумерованы, около них или на обязательной схеме указывается правильное подключение прибора. Как правило, сверху идет подача, снизу – провода уходят в сторону нагрузки.

На фасаде УЗО хорошо заметен рычаг включения – такой же, как и на автоматах. Положение рычага указано символами или буквами.

Обязательно имеется кнопка «тест» — при ее нажатии должно происходить срабатывание УЗО на размыкание, так как моделируется ситуация обнаружения утечки тока.

А как устройство определяет, что в охраняемой цепи появилась утечка тока? Давайте для понимания процесса взглянем на упрощенную схему этого прибора.

Принципиальная схема работы УЗО

Основным узлом является дифференциальный трансформатор. Он имеет тороидальный сердечник, на котором намотано несколько витков дифференциальной обмотки (Оd). Через это же кольцевой сердечник проходят провода от группы клемм А к группе В. На данной схеме – двухполюсное УЗО, поэтому в каждой группе по две клеммы. От клеммы 1 к клемме 2 проходит фаза в сторону нагрузки, клеммы N подключены в разрыв нулевого провода. Во многих электромеханических моделях провода не просто проходят сквозь тор – на сердечнике наматывается несколько витков, обязательно одинаковое для обоих проводников.

Буквой К показана контактная группа, обеспечивающая коммутацию и разъединение цепи, то есть, по сути, включение УЗО и его срабатывание на разрыв при появлении тока утечки.

Итак, как это работает?

По сути, по одному проводнику проходит ток в сторону нагрузки (Iп), по второму – ток возвращается к источнику (Iвз). Если утечки тока в цепи после УЗО нет, то это токи по силе равны между собой.

При проходе через кольцевой сердечник (или через намотанные на него витки) эти токи образуют электромагнитные поля Ф1 и Ф2, равные по абсолютному значению, но направленные строго противоположно. Таким образом, их суммирование дает ноль.

Но если в цепи после УЗО возникнет утечка, то значение тока Iвз уменьшится. Значит, и магнитный поток Ф2 тоже уменьшится, а суммарное значение магнитного потока в сердечнике станет отличным от нуля. Этого достаточно, чтобы в дифференциальной обмотке Od генерировалась ЭДС, и цепи этого блока появлялся ток Iдф.

Этот ток или приводит к срабатыванию С – механизма размыкания контактной группы. Это может быть электромеханический размыкатель (в электромеханических приборах), или реле, электронный ключ (в электронных моделях УЗО). В любом случае – происходит размыкание цепи питания на нагрузку.

Предусматривается и тестовая цепь – соединяющая фазу на входе с нулем на выходе через сопротивление Rt. Эта цепь разорвана кнопкой Т. При нажатии на кнопку имитируется утечка – нарушается баланс на дифференциальном трансформаторе, и УЗО обязано сработать. Если нет – оно негодно для применения.

Этот принцип реализован во всех УЗО. А вот по своим параметрам они могут различаться.

Параметры УЗО, и какое устройство выбрать

Итак, устройства защитного отключения (УЗО) подразделяются по нескольким основным параметрам, которые учитывают при выборе оптимальной модели.

• По типу размыкающего механизма

Об этом уже говорилось.

В электромеханических дифференциальный ток нужной силы приводит в движение сердечник соленоида, и тот снимает со стопора подпружиненную контактную группу. Цепь размыкается.

В полупроводниковых (электронных) выработанный дифференциальный ток усиливается, оценивается, и если он достиг установленного предельного значения – срабатывает реле или электронный ключ.

В настоящее время дешевле и компактнее электронные УЗО, но они требуют обязательного питания. Электромеханические способны работать без питания, весьма надежны. Но цена на них сейчас выше, что, впрочем, оправдано.

• По типу распознаваемого тока утечки.

Различают три типа УЗО:

 АС — реагируют на утечку переменного тока. Наиболее распространенная и доступные по стоимости группа, подходящая для большинства случаев в бытовом применении.

А — более совершенные приборы, прекрасно справляющиеся и с переменным током, и с постоянным пульсирующим. Многие из современных бытовых приборов оснащаются импульсными блоками питания, и для защиты от таких утечек требуются именно приборы типа А. Кстати, даже в инструкциях по эксплуатации производители телевизоров, компьютеров, других бытовых приборов с электронными блоками питания прямо упоминают о необходимости УЗО только А-типа. Стоимость таких устройств – существенно выше, нежели АС.

В — устройства для защиты сетей как переменного, так и постоянного тока. Используются в промышленных целях, в быту применения не находят.

На корпусе УЗО его тип может быть указан либо буквенным обозначением, либо символьным. То есть в прямоугольнике указа символ переменного или (и)постоянного или (и) импульсного тока.

Фиолетовая стрелка показывает на тип УЗО. В демонстрируемом примере это символ переменного тока, и только. Значит, это устройство типа АС.

• По максимальному току утечки.

Номинал УЗО по току утечки лежит в пределах от 6 до 300 миллиампер (мА).

— Приборы с пределом 6 мА вам, скорее всего, не встретятся, да в них на бытовом уровне и нет особой нужды.

— УЗО со срабатыванием при токе утечки 10 мА обычно устанавливаются на участки сети, где требуется максимальная безопасность. Как правило, имеется в виду помещения с повышенной влажностью (например, ванная, санузел) или детская комната.

— Предел в 30 мА – эти УЗО считаются наиболее универсальными и часто применяемыми. Устанавливаются как в качестве групповых, так и в роли защитников конкретной линии.

— Устройства с номиналом утечки от 100 мА и выше уже не гарантируют защиту от поражения человека электрическим током. Но у них и совсем другая роль – не зря их называют противопожарными. Они обычно или обеспечивают защиту всей домашней сети и устанавливаются непосредственно сразу после электрического счетчика, до разветвлений проводки. Или же в качестве групповых на две или более наиболее нагруженных групп. При этом группы имеют собственные УЗО меньшего номинала по току срабатывания – уже как защита людей от электротравм.

На рисунке выше номинал по току срабатывания УЗО указан голубой стрелкой. В нашем примере – это 10 мА.

Как подбирается УЗО по этому параметру?

Уже говорилось, что защита от поражения током – УЗО с номиналом 30 мА. Для «особых» помещений – 10 мА.

Ну а если надо рассчитать номинал для какого-то отдельного участка сети? Можно исходить из таких соотношений:

Считается нормальным ток утечки, равный 0,04 % от номинального тока при полной нагрузке на прибор (0,4 мА утечки на 1 А рабочего тока). Например, максимальная мощность духового шкафа 2500 Вт, что при напряжении 220 вольт дает ток нагрузки 11,4 А. Значит, допустимая утечка 11,4 × 0,4 = 4,56 мА. Кроме того, добавляется по 0.01 мА на каждый метр проводки. Скажем, линия от щита составляет 13 метров. Это еще 0,13 мА. Суммарно – 4.69 мА.

УЗО должно быть таким, чтобы рассчитанный допустимый ток утечки составлял не более 33% от номинала защиты. В нашем примере необходимо устройство с номиналом не менее 14,07 мА. То есть УЗО на 10 мА уже не подойдет. Ставим на 30 мА.

Если ведется расчет для группового или противопожарного УЗО, то суммируются все показатели приборов и проводки, находящихся «ниже» по иерархии.

• По номинальному току нагрузки.

Обозначение на самом УЗО – такое же, как на автоматическом выключателе (на рисунке выше показано красной стрелкой). Шаг тоже такой же, как у автоматов.

Да и само УЗО чаще всего работает в паре с автоматом – такой «тандем» обеспечивает максимальную защиту сети и ее отдельных участков.

Так вот – номинал УЗО всегда должен быть на один шаг выше, чем у автоматического выключателя, с которым оно работает в паре.

Например, группу защищает от перезагрузки и короткого замыкания автомат на 16 А. Значит, УЗО нужно приобрести с номиналом 25 А.

• По скорости срабатывания

Здесь, казалось бы, чем быстрее – тем лучше. И действительно, современные модели этих защитных устройств «рапортуют» о разрыве цепи уже через 20 ÷ 40 миллисекунд! Но это если разговор идет о защите от поражения электрическим током! Здесь скорость архиважна – нельзя допустить фибрилляции сердца при воздействии током на тело человека!

А вот для группового УЗО такая запредельная скорость не нужна – для отдельных случаев утечки есть защита рангом пониже. И чтобы защита срабатывала корректно, снизу вверх, по иерархии, применяют УЗО селективного типа. Отличие – скорость срабатывания на порядок меньше, порядка 400 – 500 мс. Для противопожарной защиты это вполне приемлемый показатель – за полсекунды опасной утечки возгорания не случится. Правда, не приходится ждать от них спасения в случае поражения током.

Селективные УЗО – несколько дороже, чем обычные.  Внешне же их отличает только буква S в прямоугольный рамке.

При выборе УЗО можно ориентироваться на вот эту таблицу с рекомендуемыми параметрами:

Есть и другие критерии оценки и выбора УЗО. Более подробно об этом можно прочесть в другой статье портала.

УЗО и дифференциальный автомат – выбираем оптимальный вариант

Уже упоминавшийся «тандем» — автоматический выключатель + УЗО, можно заменить одним прибором, дифференциальным автоматом. Но всегда ли это оправдано? Итак, что лучше, УЗО или дифавтомат?

Схемы для трехфазной сети

В частном доме может быть проложена линия напряжением 380 В. В промышленности такие сети монтируют всегда.

Общее УЗО для 3-фазной сети + счетчики

Используется четырехполюсное устройство защиты. С каждой стороны у него 3 фазных контакта и 1 для нейтрали. Необходимость прокладки нулевого провода обусловлена неравномерным распределением нагрузки по линиям A, B и C. Их разводят по дому для подключения 1-фазных электроприемников и только к самым мощным, рассчитанным на напряжение 380 В, подсоединяют сразу все 3.

Схема общего УЗО для 3-фазной сети.

Недостаток данного решения состоит в применении аппарата защиты с низкой чувствительностью. Это объясняется большими естественными утечками.

Общее УЗО для 3-фазной сети + групповое УЗО

Более дорогая, но практичная и безопасная схема. Подключение производится так же, как в аналогичном варианте для 1-фазной сети, только используется большее количество проводов. Рекомендуется соблюдать цветовую маркировку, чтобы не перепутать линии A, B и C.

Схема группового УЗО.

На вводе устанавливают аппарат селективного типа (с задержкой срабатывания) на 4 полюса. На группах с симметричной нагрузкой — 3-полюсные. Нулевой проводник им не нужен, поскольку токи в линиях A, B и C взаимно гасятся.

Пошаговая инструкция по установке

Самостоятельный монтаж выполняют в следующем порядке:

1. Разрабатывают и вычерчивают схему. Требуется продумать способ подключения каждой жилы, поэтому простая однолинейная не подходит.
2. Размыкают контакты вводного автомата. Работы допускается проводить только на обесточенной линии. Необходимо убедиться в отсутствии напряжения с помощью индикаторной отвертки.
3. Аппарат крепят на ДИН-рейке. Для этого необходимо отверткой отогнуть зажим на тыльной стороне.
4. Зачищают концы жил на 0,5 см и фиксируют в клеммах УЗО. Необходимо соблюдать цветовую маркировку. Многопроволочные жилы предварительно опрессовывают наконечником типа НШВИ или облуживают.
5. Маркируют аппарат удобным способом для понимания того, какие потребители через него подключены.

В электрике принято размещать в щите схему подключения.

Монтаж УЗО выполняют в определенном порядке.

Селективность

УЗО с функцией селективности отличаются от обыкновенных тем, что имеют определенную выдержку времени. Применяются, когда в одном распределительном щитке монтируются сразу несколько устройств. Чтобы вся цепочка работала слаженно, обязательно надо настроить уставки по времени срабатывания. Согласно этой характеристике УЗО бывают двух типов: «G» и «S».

Наглядно про селективность УЗО на видео:

Обыкновенное УЗО срабатывает через 0,02-0,03 с после обнаружения токовой утечки, устройство типа «G» спустя 0,06-0,08 с. УЗО типа «S» имеет самую большую выдержку по времени 0,15-0,5 с.

Устройство защитного отключения на отходящих линиях монтируют без выдержки времени, на вводе ставят типа «S» или «G». Как только появляется утечка тока на какой-то линии потребителей, групповое УЗО мгновенно реагирует и отключается.

Если оно не исправно либо по какой-то другой причине не сработало, то через заданное время отключится вводное устройство.

Селективность можно обеспечивать не только по времени, но и по току.

Способы проверки

УЗО снабжено кнопкой Test. После ее нажатия исправный аппарат отключается. Данный способ предназначен для проверки состояния изделия, но не правильности подключения. В случае ошибки исправное УЗО размыкает цепь при нажатии кнопки Test, но может не реагировать на дифференциальный ток.

Чтобы на 100% убедиться в работоспособности устройства, производят контролируемую утечку. Для этого фазу подключают через переменный резистор и амперметр к заземлению или нулевому проводнику выше УЗО. Такие работы имеет право выполнять только лицензированный специалист.

Распространенные ошибки

Чаще всего домашние умельцы совершают следующие неправильные действия:

1. Путают контакты так, что токи в катушках дифтрансформатора протекают в одном направлении. Во избежание ошибок следует придерживаться общего стандарта: фазу и «ноль» со стороны ввода подсоединяют к верхним клеммам L1 и N1, провода в квартиру — к нижним L2 и N2.
2. Подключают шины ниже групповых УЗО. Защищаемая аппаратом цепь должна быть изолирована от других. Шины устанавливают выше групповых УЗО и автоматов.
3. Путают нулевые проводники от разных групп.
4. Неправильно выбирают изделие по номинальному току. Он должен быть на ступень выше, чем у автомата.
5. В процессе монтажа розетки соединяют проводник защитного заземления с нейтралью.

Домашние умельцы путают контакты и нулевые проводники от разных групп.

В ходе эксплуатации необходимо периодически проверять устройство на работоспособность с помощью контролируемых утечек или кнопки Test.

Подключение в квартире и в частном доме

Подключать устройство защиты в квартире, коттедже или на даче рекомендуется по одной из наиболее распространённых схем:

• TN-C. Это установка УЗО в сети с фазовым и нулевым проводами без заземления.
• TN-C-S. Предполагает наряду с фазой и нулём, ещё и заземляющий PE-проводник.

УЗО в квартире

Подключение УЗО в квартирах производится только по однофазной схеме:

• вводной автомат;
• электросчетчик;
• УЗО 30 мА;
• проводка электросети по квартире.

Для «прожорливых» домашних устройств, вроде электроплитки или стиральной машины, рекомендуется устанавливать дополнительные индивидуальные УЗО.

УЗО в домах на земле

Особое внимание должно уделяться защите в частном доме и на даче. Схема подключения следующая:. Схема подключения следующая:

Схема подключения следующая:

• вводной автомат;
• электросчетчик;
• УЗО от 100 до 300 мА, выбор осуществляется в зависимости от количества потребляемого тока всей бытовой техники;
• УЗО для индивидуального потребления тока. Как правило, используется от 10 до 30 мА.

Дело в том, что, как правило, дома на земле обладают высокой степенью энергетической автономности и потребляют больше электроэнергии, чем квартиры в многоэтажках. В связи с этим часто используются трехфазные сети. Кроме того, в частных домах и на дачах крайне желательно использования заземляющей системы TT совместно с автоматами и устройствами защитного отключения. Это вызвано тем, что в таких строениях часто используется дерево — пожароопасный материал, и металл — хороший проводник.